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理想气体状态变化中的热和功


理想气体状态变化中的热和功
一、理想气体的内能

气体做功 摩尔等容比热容 摩尔等压比热容

热力学第一定律 二、等温过程 气体做功

二、等容过程 内能变化

三、等压过程

四、绝热过程 绝热过程

绝热过程遵守的规律

巩固 0 1 、设氦气可看作理想气体,0.020Kg 的氦气温度由 17 C 升为 情况下气体内能的改变,吸收的热量,外界对气体所做的功。 (1)体积保持不变; (2)压强保持不变; (3)不与外界交换热量,

。试分别求出下列三种

1

2、氮气可看作理想气体,分别通过下列三个过程把标准状态下的 0.014Kg 氮气压缩为原体 积的一半: (1)等温过程; (2)绝热过程; (3)等压过程。 试分别求出在这些过程中气体内能的改变,传递的热量和外界对气体所做的功。

3、氧气可以看作理想气体,0.0080Kg 氧气,原来温度为 27C,体积为 0.41L。试分别计算 下列两种过程中外界对气体所做的功。 (1)经过绝热膨胀体积增加为 4.1L; (2)先经过等温过程再经过等容过程达到与(1)同样的终态。

4、在标准状态下的 0.016Kg 的氧气,分别经过下列过程从外界吸收了 80cal 的热量。 (1) 若为等温过程,求终态体积。 (2)若为等容过程,求终态压强。 (3)若为等压过程,求气体内能 的变化。设氧气可看作理想气体,

5、一摩尔理想气体氦,原来的体积为 8L,温度为 27 C,设经过准静态绝热过程体积被压缩 为 1L,求在压缩过程中,外界对系统所作的功

0

6、在标准状态下的 0.016kg 氧气,经过一绝热过程对外作功 84J。求终态压强、体积和 温度。设氧气为理想气体

2

7、在标准状态下,一摩尔单原子理想气体先经过一绝热过程,再经过一等温过程,最后压 强和体积均为原来的两倍,求整个过程中系统吸收的热量。若先经过等温过程再经过绝热过程而 达到同样的状态,则结果是否相同?

8、 一定量的氧气在标准状态下体积为 10.0L, 求下列过程中气体所吸收的热量: (1)等温膨胀到 20.0L; (2)先等容冷却在等压膨胀到(1)的终态

9、有一除底部外都是绝热的气筒,被一位置固定的导热板隔成相等的两 部分 A 和 B, 其中各盛有一摩尔的理想气体氮。 今将 80cal 的热量缓慢地同底 部供给气体,设活塞上的压强始终保持为 1.00atm,求 A 部和 B 部温度的改变以 及各吸收的热量(导热板的热容量可以忽略). 若将位置固定的导热板换成可以自由滑动的绝热隔板,重复上述讨论.

10、如图所示是一种测定γ =CP/CV 的装置。经活塞 B 将气体压入容器 A 中,使压强略高于大气压(设为 P1) 。然后迅速开启再关闭活塞 C,此时 气体绝热膨胀到大气压 P0。经过一段时间,容器中气体的温度又恢复到与 室温相同,压强变为 P2,假设开启 C 后关闭 C 前气体经历的是准静态绝热 过程,试定出求γ 的表达式。

3

11、瓶内盛有气体,一横截面为 A 的玻璃管通过瓶塞插入瓶内。玻璃管 内放有一质量为 m 的光滑金属小球(象一个活塞) 。设小球在平衡位置时,气 体体积为 V,压强为 P=P0+

mg (P0 为大气压强)现将小球稍向下移,然后放 A

手,则小球将以周期 T 在平衡位置附近振动。假定在小球上下振动的过程中, 瓶内气体进行的过程可看作准静态绝热过程,试证明: (1)使小球进行简谐振动的准静态弹性力为 (2)求振动的周期 T

? ?pA2 y V

12、如图是双原子分子气体从 A 变化到 B 的 P-V 图像,已知 A 点温度为 300K,求 (1)最高温度 (2)A 到 B 过程中吸收的最大热量 P/atm 2 0.5 0

1

4

V/L

13、用绝热壁作成一圆柱形的容器。在容器中间置放一无摩擦的、绝热的可动活塞。活塞 两侧各有 n 摩尔的理想气体, 开始状态均为 p0、 V0、 T0。 设气体定容摩尔热容量 Cv 为常数, γ =1.5 将 一通电线圈放到活塞左侧气体中, 对气体缓慢地加热, 左侧气体膨胀同时通过活塞压缩右方气体, 最后使右方气体压强增为

27 p0。问: 8

(1)对活塞右侧气体作了多少功? (2)右侧气体的终温是多少? (3)左侧气体的终温是多少? (4)左侧气体吸收了多少热量?

4


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