熱學習題11mol

單原子分子理想氣體的循環過程如圖所示。(1)作出p

V圖(2)此循環效率解例求cab60021ac1600300b2T(K）V（10-3m3）OV（10-3m3）Op（103R）(2)ab是等溫過程，有bc是等壓過程，有(1)p

V圖ca是等體過程循環過程中系統吸熱循環過程中系統放熱此循環效率逆向斯特林致冷循環的熱力學循環原理如圖所示，該循環由四個過程組成，先把工質由初態A（V1，

T1）等溫壓縮到B（V2，

T1）狀態，再等體降溫到C（V2，

T2）狀態，然后經等溫膨脹達到D（V1，

T2）狀態，最后經等體升溫回到初狀態A，完成一個循環。該致冷循環的致冷系數解例求在過程CD中，工質從冷庫吸取的熱量為在過程中AB中，向外界放出的熱量為ABCDVpO整個循環中外界對工質所作的功為循環的致冷系數為不可能用有限的手段使物體冷卻到絕對零度?！^對零度不能達到原理——熱力學第三定律用熱力學第二定律證明：在p

V

圖上任意兩條絕熱線不可能相交反證法例證abc絕熱線等溫線設兩絕熱線相交于c點，在兩絕熱線上尋找溫度相同的兩點a、b。在ab間作一條等溫線，abca構成一循環過程。在此循環過程該中VpO這就構成了從單一熱源吸收熱量的熱機。這是違背熱力學第二定律的開爾文表述的。因此任意兩條絕熱線不可能相交。地球上的人要在月球上居住，首要問題就是保持他們的起居室處于一個舒適的溫度，現考慮用卡諾循環機來作溫度調節，設月球白晝溫度為1000C，而夜間溫度為

1000C，起居室溫度要保持在200C，通過起居室墻壁導熱的速率為每度溫差0.5kW，白晝和夜間給卡諾機所供的功率解例求在白晝欲保持室內溫度低,卡諾機工作于致冷機狀態,從室內吸取熱量Q2,放入室外熱量Q1則在黑夜欲保持室內溫度高，卡諾機工作于致冷機狀態，從室外吸取熱量Q1，放入室內熱量Q2每秒鐘從室內取走的熱量為通過起居室墻壁導進的熱量，即解得說明此種用可逆循環原理制作的空調裝置既可加熱，又可降溫，這即是所謂的冷暖雙制空調。每秒鐘放入室內的熱量為通過起居室墻壁導進的熱量，即10例:一摩爾理想氣體從初態a(P1,V1,T1)經某過程變到末態b(P2,V2,T2)，求熵增。設CV、CP均為常量。POV解：如圖，(1)擬定可逆過程I(acb)a(P1V1T1)

c(P1V2Tc)

b(P2V2T2)c(P1V2Tc)P1V1V2a(P1V1T1)b(P2V2T2)I11可得(2)擬定可逆過程II(adb)

如上圖，POVP2V1d(P2V1Td)IIc(P1V2Tc)P1V2a(P1V1T1)b(P2V2T2)I

a

(P1V1T1)

d(P2V1Td)

b

(P2V2T2)可得同樣結果(請自己練習)此例也可以擬定一個任意的可逆過程(應便于計算).

熵增確實只決定于始、末狀態，和具體過程無關12討論：能源危機的實質，能量的退化

“宇宙熱寂說”生命系