【大学物理马文蔚第五版下册第九章到第十一章课后答案】在学习《大学物理》这门课程时,课后习题是巩固知识点、提升解题能力的重要途径。对于马文蔚主编的《大学物理》第五版下册,第九章至第十一章的内容涵盖了热力学与统计物理的基础知识,包括热力学定律、气体分子动理论以及热力学过程等核心概念。为了帮助学生更好地理解和掌握这些内容,本文将对第九章到第十一章的课后习题进行简要解析,并提供部分典型题目的解答思路。
第九章:热力学基础
本章主要介绍热力学的基本概念和定律,包括内能、热量、功以及热力学第一定律等内容。学生在学习过程中应重点理解能量守恒的思想,并能够灵活运用公式进行计算。
典型例题解析:
1. 题目: 一定量的理想气体从状态A经过等温膨胀到达状态B,求系统对外做的功。
- 解析: 对于理想气体的等温过程,根据热力学第一定律,温度不变意味着内能变化为零,因此系统吸收的热量等于对外所做的功。计算时可使用公式 $ W = nRT \ln\frac{V_2}{V_1} $。
2. 题目: 某一热机在高温热源和低温热源之间工作,已知其效率为30%,求其卡诺效率。
- 解析: 卡诺效率公式为 $ \eta_{\text{Carnot}} = 1 - \frac{T_c}{T_h} $,若已知实际效率,则需结合卡诺定理进行比较分析。
第十章:气体分子动理论
该章内容涉及气体分子的运动规律、压强与温度的关系、平均自由程等概念。通过本章的学习,学生可以建立对微观粒子运动与宏观物理量之间关系的理解。
典型例题解析:
1. 题目: 计算某理想气体在标准状况下的平均速率。
- 解析: 使用公式 $ v_{\text{avg}} = \sqrt{\frac{8RT}{\pi M}} $,其中R为气体常数,T为温度,M为摩尔质量。
2. 题目: 已知气体分子的平均自由程为λ,求其碰撞频率。
- 解析: 碰撞频率 $ f = \frac{v_{\text{avg}}}{\lambda} $,其中 $ v_{\text{avg}} $ 是分子的平均速度。
第十一章:热力学第二定律
本章是整个热力学部分的核心内容之一,介绍了熵的概念、热力学第二定律的不同表述方式以及不可逆过程的特点。学生需要理解熵增原理,并能应用于实际问题中。
典型例题解析:
1. 题目: 一个封闭系统经历一个不可逆过程,求其熵变。
- 解析: 熵变只取决于初末状态,与过程无关。可以通过计算系统吸收或释放的热量除以温度来得到。
2. 题目: 分析一个热机的循环过程是否符合热力学第二定律。
- 解析: 根据克劳修斯不等式 $ \oint \frac{\delta Q}{T} \leq 0 $,判断整个循环过程中系统的总熵变是否满足条件。
总结
通过对第九章至第十一章课后题目的练习与思考,不仅可以加深对热力学基本概念的理解,还能提高解决实际物理问题的能力。建议学生在做题时注重公式的推导过程,结合图像、图表进行分析,逐步形成系统的物理思维模式。
如需更多详细解答或相关知识点扩展,可参考教材配套的辅导资料或向老师请教。希望每位同学都能在学习中不断进步,取得优异成绩!