同济大学大学物理下册答案（缺11 12章）
第九章 热力学基础解答
一、选择题
1．C 2．D 3．D 4．D 5．A 6．C 7．B 8．D
二、填空题
1．传热； 做功； 其温度的改变量； 过程 2．124.7； -84.3 3．21； 2 4．9.52； 570
5．Pa 1058.74⨯
6．等压； 绝热； 等压； 绝热 7．卡诺； %25 8．320K ； 3.9
三、计算题
1．解：(1)等体过程：01=A
()()5J .1246208031.82511211=-⨯⨯⨯
=-=
∆=∴T T C M
m E Q V
等温过程：02=∆E
()J 32033ln28027331812ln
d 2222..V
V RT M
m V p A Q V
V
=⨯+⨯⨯==
=
=∴⎰
J 3203321.A A A =+=∴ J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q
J 5.1246=∆E (2)等温过程：03=∆E
()J 71687ln22027331812ln
133..V
V RT M
m A Q =⨯+⨯⨯==
=∴
等体过程：04=A ()()J 5.1246208031.82
511244=-⨯⨯⨯
=-=
∆=∴T T C M
m E Q V
J 7168743.A A A =+=∴ J 22934512467168743...Q Q Q =+=+=∴
J 5124643.E E E =∆+∆=∆
2． 解：γγC C B B V p V p = ， 3
m 49.3=B V
由图可看出，C C A A V p V p = ； 从状态方程 RT M
m pV = 可知 C A T T =
因此在全过程 C B A →→中， 0=∆E
C B →过程是绝热过程，有0=BC Q
B A →过程是等压过程，有
J
109.14)(2
5)
(5
⨯=-=
-=
A A
B B A B P AB V p V p T T
C M m Q
故全过程C B A →→的J 109.145⨯=+=AB BC Q Q Q 根据热力学第一定律E A Q ∆+=，得
全过程C B A →→的J 109.145⨯=∆-=E Q A
3．解：设状态c 的体积为2V ，则由于两状态a 、c 的温度相等，故 在a c b a →→→中，122
1
1144
V V V p V p =∴=
在循环过程 A Q ,E =∴=∆0
在等体过程b a →中，气体作功为 01=A 在等压过程c b →中，气体作功为 ()()1111112124
344
4
V p V V p V V p A =
-=-=
在等温过程a c →中，气体作功为 4ln ln 112
1113V p V V V p A -==
则在整个循环过程中，系统对外作功和吸收的净热量分别为
11321ln443
V p A A A A ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++= 11ln443V p A Q ⎪⎭
⎫
⎝⎛-==
4．解：在等压过程32→中吸热为
()23T T C M m Q p -=
吸
在等压过程14→中放热为
()14T T C M
m Q p -=
放
所以，2
31411T T T T Q Q ---
=-
=吸
放η
由于在绝热过程21→和43→中，相关状态参量存在如下关系，即
γ
γγ
γ1
11212T p T p --=
1
-2121)
(
)
(γγ
p p T T = γ
γγ
γ4
11
3
12
T p T p --=
1
-2
13
4)
()
(
γγ
p p T T =
由水两式，得
2
3143
42
1T T T T T T T T --==
从而证得所述循环的效率为
γ
γη1
2121
11-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=-=p p T T 第十章 气体分子动理论解答
一、选择题
1．D 2．C 3．B 4．C 5．A 6．D 7．C 8．A
二、填空题 1．Pa 10936.9J 10
21.63
21--⨯⨯；
2．（1）等压； （2）等体； （3）等温
3．462； 5
102.1⨯ 4．（2）； （1） 5．1:1 16:1
6．温度； 分子的平均动能； 1mol 气体分子的内能； 质量为m 千克气体分子的内能 7．cm 10
6s 103.15
-1
2
-⨯⨯；
8．1K J 2.20-⋅
三、计算题
1．解： RT M
m pV =
由题给条件可知两种气体p 、V 、T 都相等，因此，两种气体的R M
m 也相等。
即
R M
m R M
m He
He H H 2
2=
所以质量比
2
110
41023
3He
H He
H 22=
⨯⨯==--M
M m m
内能比为 352325He He H H
He
H 22
2=⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=RT M
m RT M
m E E
2．解：（1） 3
16
3
25
23
5
mm
10
42.2m
10
42.2300
10
38.1101---⨯=⨯=⨯⨯⨯=
=
kT
p n
16
3
3
16
1042.2mm 1mm 1042.2⨯=⨯⨯=⋅=-V n N
（2）分子的平均平动动能为
J 1021.63001038.12
3232121
232--⨯=⨯⨯⨯==kT m v （3）分子平均速率
1
3
s m 59.44610
32300
31.860
.160
.1--⋅=⨯⨯==M RT
v
（4）平均每个分子占据的空间为1/n ，设此空间为正方体，则分子间平均距离等于该正方体的边长，即
