2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、1第二章第二章熱力學第一定律熱力學第一定律思考題.:1.一封閉系統(tǒng),當始終態(tài)確定后:(a)當經(jīng)歷一個絕熱過程,則功為定值;(b)若經(jīng)歷一個等容過程,則Q有定值:(c)若經(jīng)歷一個等溫過程,則熱力學能有定值:(d)若經(jīng)歷一個多方過程,則熱和功的和有定值。解釋:始終態(tài)確定時,則狀態(tài)函數(shù)的變化值可以確定,非狀態(tài)函數(shù)則不是確定的。但是熱力學能U和焓沒有絕對值,只有相對值,比較的主要是變化量。2.從同一始態(tài)A出發(fā),經(jīng)歷三種不同途徑到達不同的終態(tài):(

2、1)經(jīng)等溫可逆過程從A→B;(2)經(jīng)絕熱可逆過程從A→C;(3)經(jīng)絕熱不可逆過程從A→D。試問:(a)若使終態(tài)的體積相同,D點應位于BC虛線的什么位置,為什么?(b)若使終態(tài)的壓力相同,D點應位于BC虛線的什么位置,為什么,參見圖pVpVOOV1V2p1p2ABCACB(a)(b)2.16解釋:從同一始態(tài)出發(fā)經(jīng)一絕熱可逆膨脹過程和一經(jīng)絕熱不可逆膨脹過程,當?shù)竭_相同的終態(tài)體積V2或相同的終態(tài)壓力p2時,絕熱可逆過程比絕熱不可逆過程作功大,

3、又因為W(絕熱)=CV(T2T1),所以T2(絕熱不可逆)大于T2(絕熱可逆),在V2相同時,p=nRTV則p2(絕熱不可逆)大于p2(絕熱可逆)。在終態(tài)p2相同時,V=nRTp,V2(絕熱不可逆)大于V2(絕熱可逆)。不可逆過程與等溫可逆過程相比較:由于等溫可逆過程溫度不變,絕熱膨脹溫度下降,所以T2(等溫可逆)大于T2(絕熱不可逆);在V2相同時,p2(等溫可逆)大于p2(絕熱不可逆)。在p2相同時,V2(等溫可逆)大于V2(絕熱不

4、可逆)。綜上所述,從同一始態(tài)出發(fā)經(jīng)三種不同過程,當V2相同時,D點在B、C之間,p2(等溫可逆)>p2(絕熱不可逆)>p2(絕熱可逆)當p2相同時,D點在B、C之間,V2(等溫可逆)>V2(絕熱不可逆)>V2(絕熱可逆)。3習題解答習題解答【2】有10mol的氣體(設為理想氣體),壓力為1000kPa,溫度為300K,分別求出溫度時下列過程的功:(1)在空氣壓力為100kPa時,體積脹大1dm3;(2)在空氣壓力為100kPa時,膨脹到

5、氣體壓力也是100kpa(3)等溫可逆膨脹至氣體的壓力為100kPa.【解】(1)氣體作恒外壓膨脹:故VPW???外=100103Pa(1103)m3=100JVPW????(2)????????????????????????12121PPnRTPnRTPnRTPVPW??=10mol8.314JK1mol1300K=22.45KJ???????KPaKPa10001001(3)2112lnlnPPnRTVVnRTW????=10mo

6、l8.314JK1mol1300KKPaKPa1001000ln=57.43kJ總結(jié):W的計算有多種方式,最一般的是公式,當外壓恒定時,可以寫成eWpdV???,這兩個公式并不一定局限于平衡態(tài),也不局限于理想氣體,如題4,當變化eWPV???為可逆過程時,此時由于外壓內(nèi)壓相差極小值,因而可用內(nèi)壓代替外壓,可寫成積分形式,進而可利用氣體狀態(tài)方程代入,不同的氣體有不同的狀態(tài)方程。若為理想WpdV???氣體且等溫,則可寫成,等壓則為,等容則為

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