熵概念的拓展与应用.doc

A
15-1 将103 J的热量传递给标准状态下的4 mol氧气。(1)若容积不变,氧气的压强变为多少?(2)若压强不变,氧气的内能改变多少?(3)若温度不变,氧气的体积变为多少?(4)在上述过程中,哪一过程的内能增加最多?哪一过程对外做功最多?
15-×105 Pa不变的情况下, ℃ ℃时,×104 J的热量。
(1) 氢气的物质的量是多少摩尔?
(2) 氢气的内能变化了多少?
(3) 氢气对外作了多少功?
(4) 如果这氢气的体积不变而温度发生同样变化,它吸收的热量为多少?
15-3 4摩尔的氮气,温度为17 ℃,压强为1标准大气压,被(1)等温压缩和(2)绝热压缩到10标准大气压,分别求这两个过程压缩氮气所作的功和外界向氮气传递的热量。
15-4 2 mol双原子理想气体从标准状态出发经过:(1)等压过程、(2)等温过程和(3)绝热过程,使体积增大到原来的2倍。求:这三种过程中气体吸收的热量、对外作的功和内能的变化。
图15-27 习题15-5用图
15-5 有β摩尔的理想气体作如图15-27所示的循环,其和均为常量。已知点的温度为,体积为,点的体积为,为绝热过程。求:
(1) 点的温度;
(2) 循环的效率。
15-6 1 mol单原子理想气体从标准状态出发,(1) 经等容过程使压强增大2倍;(2) 经等压过程使体积增大2倍;(3)经等温过程使体积增大2倍;(4)经绝热过程使体积增大2倍。求在上述各过程中气体的焓各增加了多少?
图15-28 习题15-8用图
15-7 一定量理想气体作卡诺循环,高温热源的温度,低温热源的温度为,已知,,。试求:
(1)及;
(2)一循环过程中气体作的功;
(3)气体从高温热源吸收的热量;
(4)循环效率。
15-8 自由度为的理想气体经历如图15-28所示的循环过程,该循环由两个等温过程和两个等容过程所组成,其中均为已知,求循环效率。
15-9 已知冰的比热C1=×103 J·kg -1·K-1,水的比热C2 = ×103 J·kg -1·K-1,×105 Pa气压下,冰的熔化热λ=×105 J·kg-1,水的汽化热L=×106J·kg-1,求在一个大气压下30g、-40℃的冰变为100℃的蒸汽时的熵变。
15-10一汽车匀速开行时,消耗在各种摩擦上的功率为20 kW。求由于这个原因而产生熵的速率(J·K-1·s-1)是多大?设气温为12 ℃。
B
15-11 一热力学系统由图15-29中的a态沿acb过程到达状态b时,吸收了560 J的热量,同时对外作了356 J的功。
(1) 如果它沿adb过程到达状态b,则对外作了220 J的功,它吸收了多少热量?
(2) 当它由状态b沿曲线ba返回a状态时,外界对它作了282 J的功,它传递了多少热量?系统是吸热还是放热?
15-12 如图15-30所示,气体处于一由活塞封闭的圆柱容器内,活塞由服从胡克定律的弹簧悬挂。在加热过程中,气体的体积由变到,压强由变到,试在p-V平面画出大致的过程曲线,并求此过程气体所作的功。
15-13 1mol氧,温度为300 K时,体积为2×10-3m3,试计算下列两过程