大學物理教程第5章習題答案

1、張文杰、曹陽主編《大學物理教程》習題解答200910熱力學熱力學1思考題5.1當熱力學系統(tǒng)處于非平衡態(tài)時，溫度的概念是否適用？答：溫度的概念是指處在同一熱平衡狀態(tài)下的所有熱力學系統(tǒng)，在宏觀上都具有的一種共同的物理性質。所以在非平衡態(tài)時溫度的概念不適用。5.2內能和熱量的概念有何不同？下面兩種說法是否正確？（1）物體的溫度愈高，則熱量愈多；（2）物體的溫度愈高，則內能愈大。答：內能指物體內所有分子作無規(guī)則運動時，分子動能和分子勢能的總和。

2、熱量是在熱傳導方式下物體之間所交換能量的計量。所以（1）的說法不正確；（2）的說法正確。5.3什么是熱力學系統(tǒng)的平衡態(tài)？氣體在平衡態(tài)時有何特征？當氣體處于平衡態(tài)時還有分子熱運動嗎？答：不受外界影響的條件下宏觀性質處于不隨時間改變的系統(tǒng)狀態(tài)叫做平衡態(tài)。氣體處于平衡態(tài)時整個系統(tǒng)熱平衡（各部分溫度相等）；力平衡（各部分壓強相等）；化學平衡和相平衡（濃度均勻，組成不隨時間變化）。分子熱運動始終存在。5.4試說明為什么氣體熱容的數(shù)值可以有無窮多個

3、？什么情況下氣體的熱容為零？什么情況下氣體的熱容是無窮大？什么情況下是正值？什么情況下是負值？答：氣體熱容的大小與氣體升溫的過程或條件有關。不同的熱力學過程，熱容的值都是不同的。因為變化過程可有無窮多個，所以氣體熱容的數(shù)值可以有無窮多個。絕熱過程熱容為零。等溫過程熱容為無窮大。系統(tǒng)溫度升高，從外界吸熱的熱力學過程氣體熱容為正。系統(tǒng)溫度升高，向外界放出熱量的熱力學過程氣體熱容為負。5.5有可能對物體加熱而不致升高物體的溫度嗎？有可能不作任

4、何熱交換，而使系統(tǒng)的溫度發(fā)生變化嗎？答：氣體等溫膨脹過程吸收外界熱量而溫度不變。存在對系統(tǒng)不作任何熱交換而溫度發(fā)生變化情況，如氣體的絕熱壓縮過程。5.6討論理想氣體在下述過程中的正負。QWE、、?（1）等容降壓；（2）等壓壓縮；（3）絕熱膨脹。答：（1）等容過程做功為零，W為零。等容降壓時溫度下降，所以內能減少，為E?負。由熱力學第一定律得Q為負。（2）壓縮過程系統(tǒng)做負功，W為負。等壓壓縮時溫度下降，所以內能減少，為E?負。由熱力學第一

5、定律得Q為負。（3）絕熱過程Q為零。膨脹過程系統(tǒng)做正功，W為正。由熱力學第一定律得為E?負。5.7有人說，因為在循環(huán)過程中系統(tǒng)對外做的凈功在數(shù)值等于pV圖中封閉曲線所包圍的面積，所以封閉曲線所包圍的面積越大，循環(huán)效率就越高，對嗎？答：不正確，因為循環(huán)效率取決于系統(tǒng)對外做的凈功和系統(tǒng)由高溫熱源吸收的熱量，只有在從高溫熱源吸收的熱量一定的情況下，封閉曲線所包圍的面積越大，即系統(tǒng)對外所做的凈功越多，循環(huán)效率越高，如果從高溫熱源吸收的熱量不確定

6、，則循環(huán)效率不一定越張文杰、曹陽主編《大學物理教程》習題解答200910熱力學熱力學3習題51一熱力學系統(tǒng)由如圖所示的狀態(tài)沿過程到達狀態(tài)時，吸收了560Jaacbb的熱量，對外做功356J。（1）如果它沿過程達到狀態(tài)b時，系統(tǒng)對外做功220J，它adb吸收了多少熱量？（2）當系統(tǒng)由狀態(tài)沿曲線返回狀態(tài)時，外界對系統(tǒng)做功為bbaa282J，試問系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞多少？解：（1）JWQEEacbacbab204356560?????

7、?JWEEQadbabadb424220204??????（2）JWEEQbababa486)282(204?????????（負號表示系統(tǒng)對外界放了486J的熱量）5264g氧氣的溫度由273K升至323K（1）保持體積不變；（2）保持壓強不變。在這兩個過程中氧氣各吸收了多少熱量？各增加了多少內能？對外各做了多少功？解：（1）JTCMQmVV31008.227332331.8253264?????????）（?JQEV31008.2?

8、???W=0（2）JTCMQmpp31091.227332331.82253264??????????）（?JQEV31008.2????JEQWp331083.010)08.291.2(????????5310g氦氣吸收J的熱量時壓強未發(fā)生變化，它原來的溫度是300K最后的溫310度是多少？解：由，得)(22)(1212TTRiMTTCMQmpp???????KRMiQTT3191031.8)23(4102300)2(2312????