《二維碼習(xí)題解答15章》習(xí)題16章解答

16.1解釋下列術(shù)語：=1\*GB3①系統(tǒng)；②環(huán)境；③參量；④過程；⑤外界；⑥準(zhǔn)靜態(tài)。答：=1\*GB3①系統(tǒng)：熱力學(xué)中，把要研究的對(duì)象叫做熱力學(xué)系統(tǒng)。②⑤外界或環(huán)境：系統(tǒng)以外能夠影響系統(tǒng)的所有物體叫做系統(tǒng)的外界或環(huán)境。③參量：一組表示系統(tǒng)特性的宏觀量。④過程：熱力學(xué)系統(tǒng)的態(tài)隨時(shí)間的變化稱為過程。⑥準(zhǔn)靜態(tài)：系統(tǒng)在過程中經(jīng)歷的每一個(gè)中間狀態(tài)，都無限接近于平衡態(tài)，此過程稱為準(zhǔn)靜態(tài)過程。16.2做功和傳遞熱量是等效的，但又有本質(zhì)的不同。試解釋之。答：“做功”是通過物體作宏觀位移來完成的，它的作用之一是將物體的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，即機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；“傳熱”是通過分子之間的相互作用來完成的，它的作用是系統(tǒng)外物體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)與系統(tǒng)內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換，從而改變系統(tǒng)的內(nèi)能。16.3分析下述說法正確與否？（1）功可以完全變成熱，但熱不能完全變成功；（2）熱量只能從高溫物體傳到低溫物體，不能從低溫物體傳到高溫物體；（3）可逆過程就是能沿反方向進(jìn)行的過程，不可逆過程就是不能沿反方向進(jìn)行的過程。答：(1)不正確。在可引起其他變化的情況下，熱也可以全部轉(zhuǎn)化為功；(2)不正確。熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，若能從低溫物體傳遞到高溫物體，必須依靠外界的幫助，則說明能量轉(zhuǎn)移具有方向性。(3)不正確。一個(gè)系統(tǒng)由某一狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)歷某一過程達(dá)到另一狀態(tài)，如果存在另一過程，它能消除原過程對(duì)外界的一切影像而使系統(tǒng)和外界同時(shí)都能回到原來的狀態(tài)，這樣的過程就是可逆過程。用任何方法都不能使系統(tǒng)和外界同時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)的過程是不可逆過程。有些過程雖能沿反方向進(jìn)行，系統(tǒng)能回到原來的狀態(tài)，但外界沒有同時(shí)恢復(fù)原狀態(tài)，還是不可逆的。16.4為什么說內(nèi)能和熵都是態(tài)函數(shù)，而功和熱量不是態(tài)函數(shù)。答：內(nèi)能和熵是系統(tǒng)狀態(tài)的單值函數(shù)，熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能的該變量只取決于初末兩個(gè)狀態(tài)，而與所經(jīng)歷的過程無關(guān)。熱量和功都是過程量，若熱力學(xué)系統(tǒng)的初末狀態(tài)一定，但是發(fā)生的狀態(tài)變化過程不同，則熱量和功的量值就不同。16.5把一塊0℃的冰投入大湖中，設(shè)大湖中水的溫度比冰高一微小量，于是冰逐漸融解。問：①冰的熵有無變化？②解：設(shè)大湖中水的溫度比冰高，且冰從湖中吸取的熱量為Q，則冰的熵變?yōu)?，大湖的熵變?yōu)椤?6.6習(xí)題圖16.1表示某理想氣體循環(huán)過程的T-V圖，CA為絕熱過程，A點(diǎn)的態(tài)參量(T，V1)和B點(diǎn)的態(tài)參量（T，V2)為已知。求C點(diǎn)的溫度和這個(gè)循環(huán)的效率。解：因?yàn)镃點(diǎn)在等體線上又在絕熱線上，故有故在一個(gè)循環(huán)過程中吸收的熱量為氣體給外界的熱量為：效率為16.71mol單原子理想氣體，從300K加熱到350K。試求在定容過程和定壓過程中各吸取多少熱量？內(nèi)能各增加多少？對(duì)外做了多少功？(625J，625J，0J；1040J，625J，415J)解：(1)定容過程V=常數(shù)，對(duì)外做功A=0，吸收的熱量和內(nèi)能的增加相等，為(2)定壓過程中，內(nèi)能的增量為，對(duì)外做功，吸收的熱量。16.8一卡諾機(jī)在1000K和300K的兩熱源之間工作，試計(jì)算：（1）熱機(jī)效率；（2）若低熱源不變，要使熱機(jī)效率提高到80%，則高溫?zé)嵩葱杼岣叨嗌?？?）若高溫?zé)嵩床蛔儯篃釞C(jī)效率提高到80%，則低溫?zé)嵩礈囟刃枰档投嗌伲?70%，500K，100K)解：(1)熱機(jī)效率(2)若使熱機(jī)效率，可得高溫?zé)嵩礈囟龋瑴囟忍岣?00K。(3)若使熱機(jī)效率，可得低溫?zé)嵩礈囟?，溫度降?00K。16.92mol的理想氣體，經(jīng)歷可逆等溫過程，體積從0.02m2膨脹到0.04m2,溫度為300K。求其熵變?yōu)槎嗌?？?1.5J·K解：設(shè)氣體從狀態(tài)變化到，，熵的變化 16.10把2mol的氧氣從40℃冷卻到0℃，若①定容冷卻；②定壓冷卻。分別求其熵變?yōu)槎嗌伲?；)解：(1)定容冷卻(2)定壓冷卻16.11投擲一骰子，計(jì)算下列信息所給出的信息量。（1）結(jié)果為奇數(shù)；（2）結(jié)果不為3；（3）結(jié)果為奇數(shù)，但不是3；（4）結(jié)果為3。解：令分別表示收到信息前后的可能結(jié)果數(shù)，并令系數(shù)K為玻爾茲曼常數(shù)k，則信息量為：(1)由題設(shè)值投擲前，則信息量為(2)