大学物理学第版修订版北京邮电大学出版社上册第八章习题答案
解：(1)卡诺热机效率 ??1?T2 T1(2)低温热源温度不变时，若
要求 T1?1500K，高温热源温度需提高500K
(3)高温热源温度不变时，若
要求 T2?200K，低温热源温度需降低100K
如题图所示是一理想气体所经历的循环过程，其中AB和CD是等压过程，BC和DA为绝热过程，已知B点和C点的温度分别为T2和T3．求此循环效率．这是卡诺循环吗
解：(1)热机效率 ??1?Q2 Q1???CP(T2?T1) AB等压过程 Q1MCP(TB?TA) Mmol吸热 Q1???vCP(T2?T1) CD等压过程 Q2大学物理学第版修订版北京邮电大学出版社上册第八章习题答案
??放热 Q2??Q2MCP(TC?TD) Mmol根据绝热过程方程得到
?1????1???pDTD AD绝热过程 p?ATA??1??1??1??TB?pCTC BC绝热过程 pB又 pA?pBpC?pDTDT? TCTB ??1?T3 T2(2)不是卡诺循环，因为不是工作在两个恒定的热源之间．
(1) 用一卡诺循环的致冷机从7℃的热源中提取1000J的热量传向27℃的热源，需要多少功从-173℃向27℃呢
(2) 一可逆的卡诺机，作热机使用时，如果工作的两热源的温度差愈大，则对于做功就愈有利。当作致冷机使用时，如果两热源的温度差愈大，对于致冷是否也愈有利为什么
解：(1)卡诺循环的致冷机
7℃→27℃时，需作功
?173℃→27℃时，需作功
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(2)从上面计算可看到，当高温热源温度一定时，低温热源温度越低，温度差愈大，提取同样的热量，则所需作功也越多，对致冷是不利的．
如题图所示，1 mol双原子分子理想气体，从初态V1＝20 L，T1＝300 K，经历三种不同的过程到达末态V2＝40 L，T2＝300 K．图中1→2为等温线，1→4为绝热线，4→2为等压线，1→3为等压线，3→2为等体线．试分别沿这三种过程计算气体的熵变．
解：1?2熵变
等温过程 dQ?dA, dA?pdV
1?2?3熵变
S2?S1??31dQ2dQ ??3TT
S2?S1??T3CpdTTT1??CVdTTT?Cpln3?CVln2
T3TT1T3T2 1?3等压过程 p1?p3
V1V2? T1T3大学物理学第版修订版北京邮电大学出版社上册第八章习题答案
3?2等体过程
p3p2? T3T2在1?2等温过程中 p1V1?p2V2
V2VVCVln2?Rln2?Rln2 V1V1V1所以 S2?S1?CPln1?4?2熵变
S2?S1??41dQ2dQ ?T?4T
S2?S1?0??T2CpdTTT4?CplnT2T?Cpln1 T4T41?4绝热过程
在1?2等温过程中 p1V1?p2V2
有两个相同体积的容器，分别装有1mol的水，初始温度分别为T1和T2，(T1＞T2)，令其进行接触，最后达到相同温度T。求熵的变化，(设水的摩尔热容为C mol)。 解：两个容器中的总熵变 因为是两个相同体积的容器，故
T2?T1 2得 T? 把0℃的0.5 kg的冰块加热到它全部溶化成0℃的水，问：
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(1) 水的熵变如何
(2)若热源是温度为20℃的庞大物体，那么热源的熵变化多大 (3)水和热源的总熵变多大增加还是减少(水的熔解热＝334 解：(1)水的熵变 (2)热源的熵变 (3)总熵变
S>0熵增加.
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