普通物理学第3-4单元课后习题答案.ppt

3-2将将将将500J500J的热量传给标准状态下的热量传给标准状态下的热量传给标准状态下的热量传给标准状态下2mol2mol的氢。的氢。的氢。的氢。(1)(1)若若若若体积不变，问这热量变为什么？氢的温度变体积不变，问这热量变为什么？氢的温度变体积不变，问这热量变为什么？氢的温度变体积不变，问这热量变为什么？氢的温度变为多少？为多少？为多少？为多少？(2)(2)若温度不变若温度不变若温度不变若温度不变，问这热量变为什么？氢的压强及，问这热量变为什么？氢的压强及，问这热量变为什么？氢的压强及，问这热量变为什么？氢的压强及体积各变为多少？体积各变为多少？体积各变为多少？体积各变为多少？(3)(3)若压强不变若压强不变若压强不变若压强不变，问这热量变为什么？氢的温度及，问这热量变为什么？氢的温度及，问这热量变为什么？氢的温度及，问这热量变为什么？氢的温度及体积各变为多少？体积各变为多少？体积各变为多少？体积各变为多少？解：解：氢气是双原子分子，氢气是双原子分子，氢气是双原子分子，氢气是双原子分子，52RCV V=72RCV V=+RCP P=1.Q=U=2 CV VT500=2 2Q=CV VT8.315212K120CT=+TT0 0=mmolmolMRTQV2 2lnV1 1=WT TT T0 0(2)(1)RT0 0=vV2 2lnV1 1QT T=5002 8.31 273=0.112.V2 2V1 1=e0.110.111.11=V2 2V1 1=1.11=2 22.4 1.11=50(升)=0.05m3p1 1V1 1p2 2V2 2=44.850 1=0.89atmRT0 0=vV2 2lnV1 1QT T=5002 8.31 273=0.113.8.60CT=+TT0 02 0.082 8.6144.8+46.2(升)=QCp p=vp p=50072 8.312=8.6K T(3)0.046m3=QCp p=p p TvV=Rp TvV=2 2V1 1+V=V1 1+R Tpv4.3-5，有氢气有氢气1mol，在压强，在压强1atm、温度、温度 时，时，其体积为其体积为 今使其经以下两种过程达到同一今使其经以下两种过程达到同一状态：状态：先保持体积不变、进行加热，使起温度升先保持体积不变、进行加热，使起温度升高到高到，然后令其做等温膨胀，体积变为原，然后令其做等温膨胀，体积变为原体积的二倍；体积的二倍；先使其等温膨胀至原体积的二倍，然后保先使其等温膨胀至原体积的二倍，然后保持体积不变，加热到持体积不变，加热到。试分别计算上述两种过程中气体吸收的能试分别计算上述两种过程中气体吸收的能量，气体对外所做的功和气体内能的增量，量，气体对外所做的功和气体内能的增量，并做出并做出P-V图。图。解：（解：（1）123过程中过程中5.6.3-6，1mol氧气，温度为氧气，温度为300K时，体积为时，体积为210-3m3。试计算下列两过程中氧气所作的。试计算下列两过程中氧气所作的功：功：(1)绝热膨胀至体积为绝热膨胀至体积为2010-3m3；(2)等温膨胀至体积为等温膨胀至体积为2010-3m3，然，然后再等容冷却，直到温度等于绝热膨胀后后再等容冷却，直到温度等于绝热膨胀后所达到的温度时为止；所达到的温度时为止；(3)将上述两过程在将上述两过程在P-V图上表示出来。图上表示出来。怎样说明这两过程中功的数值的差别？怎样说明这两过程中功的数值的差别？解：（解：（1）绝热过程理想气体氧的比热比）绝热过程理想气体氧的比热比，由绝热方程得由绝热方程得7.8.(2)由由(3)见图，因为两过程见图，因为两过程E相同，相同，1过程绝热，过程绝热，2过程吸过程吸热，根据热力学第一定律，所以热，根据热力学第一定律，所以2过程作功多。过程作功多。9.3-710.解：由PV=nRT可的各状态点的温度分别为：由a到b是等压过程：3-811.由b到c是等容过程：由c到a是等温过程：气体在一循环中所作的功为：循环效率为：12.3-9，如如图图所所示示abcda为为1mol单单原原子子分分子子理理想想气气体体进进行行的的循循环环过过程程，求求循循环环过过程程中中气气体体从从外外界界吸吸收收的的热热量和对外作的净功。量和对外作的净功。解解:bda2 1 1P（105pa）3 V(升升)c2013.bda211P（105pa）3V (升升)c20或或 此题非卡诺循环不此题非卡诺循环不能用能用 =1T2/T114.4-4，一层厚度为，一层厚度为d=0.5cm的无限大平的无限大平板，均匀带电，电荷体密度为板，均匀带电，电荷体密度为=1.010-4 C/m3。求。求:（1）这薄层中央的电场强度；）这薄层中央的电场强度；（2）薄层内与其表面相距）薄层内与其表面相距0.1cm处的电处的电场强度；场强度；（3）薄层外的电场强度。）薄层外的电场强度。d15.d解：解：Sd1E2E2=0E1Sd1+=E2SE2S02d1=E20=1.010-40.310-228.8510-12=1.69104 V/m1、根据叠加原理根据叠加原理2、16.ddE3E3S2d=E30=1.010-40.510-228.8510-12=2.83104 V/mSd+=E3SE3S03、17.解：根据对称性建立高为L，半径为r的同轴的圆柱体面作为高斯面：由高斯定理：当 时4-518.当 时19.20.解：已知当取无穷远处为零势能面时，均匀带电球面场中电势分布为：设两个同心球面的半径分别为R1=10cm=0.1m，R2=30cm=0.3 m则半径为R1的球面单独存在时产生的电势为：4-621.半径为R2的球面单独存在时产生的电势为：根据电势叠加原理可知：代入数据可求得22.