物理学教程(第二版)上册课后答案8
第八章 热力学基础
8－1 如图，一定量的理想气体经历acb过程时吸热700 J，则经历acbda过程时，吸热为 ( ) (A) – 700 J （B） 500 J （C）- 500 J （D） -1 200 J
分析与解 理想气体系统的内能是状态量，因此对图示循环过程acbda，内能增量ΔE=0，由热力学第一定律 Q＝ΔE ＋W，得Qacbda=W= Wacb＋ Wbd＋Wda，其中bd过程为等体过程，不作功,即Wbd=0；da为等压过程，由pV图可知，Wda= - 1 200 J. 这里关键是要求出Wacb,而对acb过程，由图可知a、b两点温度相同，即系统内能相同.由热力学第一定律得Wacb=Qacb-ΔE=Qacb=700 J， 由此可知Qacbda= Wacb＋Wbd＋Wda=- 500 J. 故选（C）
题 8-1 图
8－2 如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变
到平衡态B，且它们的压强相等，即pA ＝pB,请问在状态A和状态B之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然( )
(A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热
题 8-2 图
分析与解 由p－V 图可知，pAVA＜pBVB ，即知TA＜TB ，则对一定量理想气体必有EB＞EA .即气体由状态A 变化到状态B,内能必增加.而作功、热传递是过程量，将与具体过程有关.所以(A)、(C)、(D)不是必然结果，只有(B)正确. 8－3 两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体).开始时它们的压强和温度都相同，现将3J热量传给氦气，使之升高到一定的温度.若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为( )
(A) 6J (B) 3 J (C) 5 J (D) 10 J
分析与解 当容器体积不变，即为等体过程时系统不作功，根据热力学第一定律
Q ＝ΔE ＋W，有Q ＝ΔE.而由理想气体内能公
?iRΔT，可知欲使氢气和氦气升高相同温式ΔE?mM2度，须传递的热量
QH:QH2e????mH??mH????i/i?.再由理想气体物态方程pV ?MH??MH??H??H?2e2e2em?＝MRT，初始时，氢气和氦气是具有相同的温
度、压强和体积，因而物质的量相同，则
QH2:QHe?iH2/iHe?5/3.因此正确答案为(C).
8－4 一定量理想气体分别经过等压，等温和绝热过程从体积V膨胀到体积V，如图所示，则下
12述正确的是 ( ) （A） （B） （C） （D）
A?C吸热最多，内能增加 A?D内能增加，作功最少 A?B吸热最多，内能不变 A?C对外作功，内能不变
?分析与解 由绝热过程方程pV?常量，以及等温
过程方程pV=常量可知在同一 p-V图中当绝热线与等温线相交时，绝热线比等温线要陡，因此图中A?B为等压过程，A?C为等温过程，A?D为
绝热过程.又由理想气体的物态方程pV??RT可知，p-V图上的pV积越大，则该点温度越高.因此图中
TD?TA?TC?TB.对一定量理想气体内能，E??iRT2，由
此知?E达式
W??pdVAB?0，?EAC?0，?EAD?0.而由理想气体作功表
知道功的数值就等于p-V图中过程曲线下
AB所对应的面积，则由图可知W?WAC?WAD.
AB又由热
力学第一定律Q＝W＋ΔE可知Q?QAC?QAD?0.因
此答案A、B、C均不对.只有（D）正确.
题 8-4 图
8－5 一台工作于温度分别为327 ℃和27 ℃的高温热源与低温源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2 000 J，则对外作功( )
(A) 2 000J (B) 1 000J (C) 4 000J (D) 500J
分析与解 热机循环效率η＝W /Q吸，对卡诺机，其循环效率又可表为：η＝1－T，则由W /Q吸＝
2T1
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