大学物理课后习题答案整理(杨晓峰版)-习题8-27答案
- 格式:pdf
- 大小:88.54 KB
- 文档页数:1
分析:本题是求等容与等压过程中系统所吸收的热量,在题中条件下不妨将氮气看做理想气体,氮气分子看做刚性双原子分子,利用理想气体状态方程先求出气体的摩尔数,然后利用等容与等压过程中系统所吸收热量的公式求解。
解:氮气是双原子气体,,52V m C R =;,72p m C R =由000p V RT μ=,可得氮气的摩尔数5000 1.0100.00820.329mol 8.31300RT p V μ××===×(1)等容过程中吸收的热量,50.329(400300)683J 2V V m Q C T μ=Δ=×−=(2)等压过程中吸收的热量,70.329(400300)957J 2p p m Q C T μ=Δ=×−=分析:首先可以利用体积功的求法来求解气体所做的功,然后将2cp V=带入理想气体状态方程pV RT μ=即可判断温度的变化。
解:221121211d d ()V V V V c W p V V c V V V ===−∫∫ 2c cpV V RT V V μ===,又因为21V V >,所以21T T <,即温度降低。
分析:将氢气视为刚性双原子分子,直接利用理想气体在各等值过程中的内能,功和热量公式求解。
解:氢气的自由度5i =。
据题意,在p V −图上表示的各过程曲线如解下图所示,对各过程运用热力学第一定律d Q E p V =Δ+∫,有(1)a b →是等体过程,3,58.3160J=1.24610J 2V V m Q E C T =Δ=Δ=×××b c →是等温过程,30202ln 8.31(27380)ln 2=2.03310J T T VQ W RT V ===×+××所以,在a b c →→过程中,氢气吸收的热量为:112462033=3279J V T Q Q Q =+=+ 对外界作功为:2033J T W W ==内能的增量为:1246J E Δ=(2)在a d c →→过程中,氢气先作等温膨胀过程,然后作等体升压过程。
大学物理杨晓峰答案引言在大学物理课程中,物理学家杨晓峰提供了一系列问题以帮助学生巩固和深化他们对物理知识的理解。
通过仔细研究和分析这些问题的答案,我们可以进一步掌握物理学的核心概念和思维方式。
本文将提供杨晓峰在大学物理中的一些答案,旨在通过解析这些问题来加深我们对相关物理概念的理解。
问题一:力的大小与物体加速度之间的关系问题描述:如果我们保持一个物体的质量不变,而增加施加在它上面的力的大小,物体的加速度会如何变化?请解释原因。
答案:根据牛顿第二定律F=ma,物体的加速度与作用在其上的力成正比。
当施加在物体上的力增加时,根据此公式可以推断物体的加速度也会增加。
这是因为力是产生物体加速度的原因,力越大,加速度也就越大。
问题二:自由落体中的速度变化问题描述:一个物体从高处自由落体,如果忽略空气阻力,那么它的速度会如何随着时间的变化而变化?请解释原因。
答案:在自由落体中,物体只受到地球引力的作用,忽略空气阻力的影响。
根据牛顿第二定律F=ma,物体的加速度与作用在其上的力成正比。
在自由落体中,作用在物体上的力就是重力,其大小为mg,其中m是物体的质量,g是重力加速度。
根据牛顿第二定律和上述关系,我们可以获得一个加速度的方程a=g。
加速度恒定时,物体的速度随时间是线性增加的。
也就是说,当物体自由落体时,其速度将以一个恒定的速率增加,速度-时间关系图像将显示为一条直线。
问题三:弹簧振子的周期与弹性劲度系数之间的关系问题描述:如果我们保持弹簧振子的质量不变,而增加弹簧的弹性劲度系数,振子的周期会如何变化?请解释原因。
答案:弹簧振子的周期T与弹性劲度系数k和质量m有关。
根据振动的动力学原理,振子的周期可以表示为T=2π√(m/k)。
从这个公式可以看出,当弹性劲度系数k增加时,周期T将减小。
这是因为弹性劲度系数越大,相同的质量在弹簧的作用下将获得更大的加速度,从而使周期缩短。
结论通过对杨晓峰提供的一些大学物理问题的答案进行分析,我们可以更深入地理解物理学中的一些重要概念。
习题及解答(全)习题一1-1 |r ∆|与r ∆有无不同?t d d r 和t d d r 有无不同? t d d v 和t d d v有无不同?其不同在哪里?试举例说明.解:(1)r ∆是位移的模,∆r 是位矢的模的增量,即r ∆12r r -=,12r r r -=∆; (2)t d d r 是速度的模,即t d d r ==v tsd d . t rd d 只是速度在径向上的分量.∵有r r ˆr =(式中r ˆ叫做单位矢),则t ˆr ˆt r t d d d d d d r rr += 式中t rd d 就是速度径向上的分量,∴t r t d d d d 与r 不同如题1-1图所示.题1-1图(3)t d d v 表示加速度的模,即t v a d d =,t v d d 是加速度a 在切向上的分量. ∵有ττ (v =v 表轨道节线方向单位矢),所以t v t v t v d d d d d d ττ +=式中dt dv就是加速度的切向分量.(t tr d ˆd d ˆd τ 与的运算较复杂,超出教材规定,故不予讨论) 1-2 设质点的运动方程为x =x (t ),y =y (t ),在计算质点的速度和加速度时,有人先求出r =22y x +,然后根据v =t rd d ,及a =22d d t r 而求得结果;又有人先计算速度和加速度的分量,再合成求得结果,即v =22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 及a =222222d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x 你认为两种方法哪一种正确?为什么?两者差别何在?解:后一种方法正确.因为速度与加速度都是矢量,在平面直角坐标系中,有j y i x r+=,jt y i t x t r a jt y i t x t r v222222d d d d d d d d d d d d +==+==∴故它们的模即为222222222222d d d d d d d d ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=t y t x a a a t y t x v v v y x y x而前一种方法的错误可能有两点,其一是概念上的错误,即误把速度、加速度定义作22d d d d t r a trv ==其二,可能是将22d d d d t r tr 与误作速度与加速度的模。