第五章 热力学第一定律
5-1.0.020Kg的氦气温度由 升为 ,若在升温过程中:(1)体积保持不变;(2)压强保持不变;(3抗裂网片)不与外界交换热量,试分别求出气体内能的改变,吸收的热量,外界对气体所作的功,设氦气可看作理想气体,且 , 解:理想气体内能是温度的单值函数,一过程中气体温度的改变相同,所以内能的改变也相同,为:
热量和功因过程而异,分别求之如下:
(1)等容过程:
V=常量 A=0
由热力学第一定律,
(2)等压过程:
由热力学第一定律,
负号表示气体对外作功,
(3)绝热过程
Q=0
铅球场地示意图由热力学第一定律
5-2.分别通过下列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室外1V2)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作的功,设氮气可看作理想气体,且 ,
解:把上述三过程消防正压送风口分别表示在P-V图上,
(1)等温过程
理想气体内能是温度的单值函数,过程中温度不变,故
由热一、
负号表示系统向外界放热
(2翠鸟靶机)绝热过程
由 或
得
由热力学第一定律
另外,也可以由
与
先求得A
(3)等压过程,有
或
而
所以 =
=
=
由热力学第一定律,
也可以由 求之
另外,由计算结果可见,等压压缩过程,外界作功,系统放热,内能减少,数量关系为,系统放的热等于其内能的减少和外界作的功。
5-3 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,且
解:(1)等温过程
则
节能转轮除湿机
故
(2)等容过程
(3)等压过程
5-4 为确定多方过程方程 中的指数n,通常取 为纵坐标, 为横坐标作图。试讨论在这种图中多方过程曲线的形状,并说明如何确定n。