第八单元物理--新课标(JK)
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⼤学物理答案8.第⼋章第⼋章热⼒学第⼀和第⼆定律思考题8-13 强光照射物体,可以使物体的温度上升,导致物体内能的改变。
试问这⼀过程属于热量传递还是⼴义的做功。
8-14 储⽓瓶中的⼆氧化碳急速喷出,瓶⼝处会出现固态的⼆氧化碳----⼲冰。
为什么?8-15 ⽇常⽣活中有“摩擦⽣热”的提法,从物理上讲正确的表述是什么?8-16 有⼈说:只有温度改变时,才有吸热或放热现象。
这种说法正确吗?试举例说明之。
8-17 微元dW、dQ和dU与具体微元过程有关吗?微元dQT呢?8-18 参考§8.4关于开尔⽂表述与克劳修斯表述等价性的证明,试⽤反证法证明卡诺循环与克劳修斯表述的等价性。
8-19 等温膨胀过程的熵变⼤于零,有⼈说这表明此过程是不可逆的过程。
这种说法正确吗?8-20 基于克劳修斯表述证明两条绝热线不可能相交。
8-21 定义状态量焓H=U+pV。
对准静态且只有压强做功的过程,证明dH=Tds+Vdp,并说明该量在等压过程中的物理意义。
8-22报载,⼀⼩孩在夏季午睡时,由于长时间压着⼀个⼀次性打⽕机,导致打⽕机破裂,其⽪肤轻度冻伤。
试思考其中的物理原因。
8-23 ⼀般来说,物体吸热(放热)温度上升(下降),其热容量为正值。
但是对于⾃引⼒系统,热容量可能取负值。
试以第七章例7.3为例说明之。
习题8-1 某⼀定量氧⽓原处于压强P1=120atm 、体积V1=1.0L 、温度t1=27摄⽒度的状态,经(1)绝热膨胀,(2)等温膨胀,(3)⾃由膨胀,体积增⾄V2=5.0L 。
求这三个过程中⽓体对外做功及末状态压⼒值。
解:112120, 1.0,300 5.0p atm V l T K V l====氧⽓的775225p vC R R C γ=== (1)绝热膨胀:111611122212() 1.2810a V p V p V p p P V ---===? 1412[1()] 1.44101V pVW J V γγ-=-=?- (2)等温过程:111611122212() 1.2810a V p V p V p p P V ---=∴==? 1412[1()] 1.44101V pVW J V γγ-=-=?- (3)⾃由膨胀,T 不变 622.4310a p P =? W=08-2 将418.6J 的热量传给标准态下的5.00×10-3kg 的氢⽓[Cv,m=20.331J/(mol.k)] (1) 若体积不变,这热量变为什么?氢⽓的温度变为多少? (2) 若温度不变,这热量变为什么?氢⽓的压强及体积变为多少? (3) 若压强不变,这热量变为什么?氢⽓的温度和体积变为多少?解:(1)V 不变5131416.8, 1.01310,273.15 510Q W U Q J P Pa T K M Kg-?=+?∴?==?==?50, 8.05522M QW Q U R T T KM R µµ?=?=?=∴?== 273.158.05281.2()T K ∴=+=(2)T 不变12211123111111 0, 1.0775.610QMRT V VMU Q W RT Ln e V V MRT MPV RT V m P µµµµ-===∴===∴==?223112225.610 1.0776.0310() 9.4110 ( )PV V m P Pa V --∴=??=?==? (3)P 不变22321212221211111 , 5.85(),72273.15 5.7279.0()5.7210P MQQ C T T K M R T K V V T MRTT MRT V V m T T T PT P µµµµ??===∴=+======?1125()121.6 299.02M W P V V J U R T J µ=-=?== 计算结果Q U W ?≠?+是因为Cp 和Cv 近似取值,若取实验值20.331,28.646v p C C ==可得:25.845,279.0,297.1T K T K U J ?==?=8-3有20.0L 的氢⽓,温度为27摄⽒度,压强为P=1.25105pa 。