大学物理热力学基础

Question

一电冰箱放在室温为20摄氏度的房间里，冰箱储藏柜中的温度维持在5摄氏度，现每天有2.0x10∧7J（十的七次方）的热量自房间传入冰箱内，若要维持冰箱内温度不变，外界每天需要作多少功，其功率是多少？设在20摄氏度至5摄氏度之间的运转的冰箱的致冷系数是卡诺制冷机致冷系数的百分之五十五。设有5mol的氢气，最初的压强为1.013x10∧5pa，温度为20摄氏度，求在下列过程中，把氢气压缩到原来的体积的1/10时需要作的功：
（1）等温过程
(2)绝热过程
注：R=8.31J/(mol●K），氢气的Y=1.41，C=20.44

Answer 1

制冷系数e=T2/（T1-T2）*55%=10.2
需要做功2*10^7/10.2=2*10^6J
功率为2*10^6/24/3600=23w

（1）等温过程，系统吸收的热量全部转化为功
W=-RnTln（V2/V1）=-8.31*5*293*ln0.1=28032J
（2）绝热过程
因为TV^(Y-1)=C常数，所以T2/T1=（V1/V2）^(Y-1)=0.1^0.41=0.39
T2=293*0.39=114K
W=nCdT=5*20.44*(293-114)=18293.8J