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热统练习题

陕西师范大学热统练习题

绪论

1.热运动是指构成物质的大量分子的无规则运动,它包括分子的无规则平动、无规则的_____和无规则的______。

2．热现象的本质是热运动，它是指构成物质的大量分子的____________运动。

3．晶体中离子是有序排列的，晶体中粒子的热运动主要表现为粒子的_________。

4．研究热现象规律的理论有两种，它们分别是______________和_______________。

5．研究热现象的方法有两种，它们分别称为____________方法和______________方法。

答案（1－5）：

1.转动，振动2.无规则3.无规则热振动4.热力学，统计物理学

5.热力学方法，统计物理方法

第一章热力学的基本规律

1．1填空题

6．根据系统与外界的相互作用的不同，可将系统分为孤立系、_______系和_________系。

7．孤立系统的_______________性质不随____________变化的状态称为热力学平衡态。

8．描述平衡态的状态参量有四类，它们是力学参量、几何参量、_________和__________。

9．热力学中将四类参量和_________的关系称为物体方程。

10．描述平衡态性质的四类参量和温度的函数关系被称为____________________。

11．准静态过程是指过程进行的_____________，使得过程的每一步都可被看作是平衡态。

12．可逆过程要求：

系统和外界的状态都要能够________________。

13．根据可逆过程的定义，无摩擦的准静态过程是______________过程。

14．自然界中一切与热现象有关的实际宏观过程都是________过程；无摩擦的准静态过程是_______过程。

15．循环过程分为正循环和逆循环，前者对应于_______机，后者对应于________机。

16．卡诺循环是由两个__________过程和两个__________过程所组成。

17．卡诺定理指出：

工作于相同高温热源和相同低温热源之间的一切可逆机，其效率都__________，与_____________无关。

18.卡诺定理指出：

工作于相同高温热源和相同低温热源之间的一切不可逆机，其效率都__________可逆机的效率。

19．焦耳定律告诉我们，理想气体的内能只是__________的函数，与_________无关。

20．实际气体的内能不仅是________的函数，还是_________的函数。

21．热力学第一定律告诉我们：

制造______________是不可能的。

22．内能是态函数，在__________过程中系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量。

23．热力学第二定律的实质是：

一切与热现象有关的______过程都是不可逆的。

24．热力学第二定律的克劳修斯表述说，热量自发地从低温物体传给高温物体是_____的。

25．热力学第二定律的开尔文表述说，制造_________________是不可能的。

26．热力学第二定律的数学表示可写为__________________。

27．熵增加原理是说，对于绝热过程或孤立系统，系统的熵永不__________。

28．根据熵的定义式，对于不绝热过程，系统吸收热量时熵______,放出热量时熵__________。

29．对于绝热的可逆过程，系统的熵_________；对于绝热的不可逆过程，系统的熵_______。

30．焓是态函数，其定义为__________；在________过程中系统焓的增量等于系统从外界吸取的热量。

31．在____和_____条件下，系统中发生的不可逆过程总是朝着自由能减小的方向进行。

32．在____和_____条件下，系统中发生的不可逆过程总是朝着吉布斯函数减小的方向进行。

答案（6－32）：

6.封闭系开放系7.宏观性质时间8.化学参量电磁参量9.温度

10.状态方程11.非常缓慢12..复原13.可逆14.不可逆可逆15.热机致冷机16.等温绝热17.相等工作物质18.小于19.温度体积20.温度体积21.永动机22.定容23.实际宏观过程24.不可能的25第二类永动机26.dS≥dQ/T27.永不减少28.增加减少29.不变增加30.H=U+pV等压31.等温等容32.等温等压

1．2选择题

33．下列那个系统不能作为热力学系统？

A.电磁场。

B.一粒砂。

C.10个分子组成的系统。

D.一滴水。

34.下列过程哪个是可逆的？

A.气体的扩散。

B.热传导。

C.无摩擦的准静态过程。

D.气体的自由膨胀。

35.关于热力学系统的平衡态，下列哪种说法是正确的？

A.平衡态是系统的宏观性质不随时间变化的状态。

B.平衡态是系统的温度、体积和压强不再变化的状态。

C.平衡态时系统内分子是静止的，从而系统的宏观性质不发生变化。

D.平衡态是孤立系统的宏观性质不随时间变化的状态。

36.当物质系统处于平衡态时，

A.系统内的分子处于静止状态，从而系统的宏观性质不随时间变化。

B.系统的宏观性质不随时间变化，与外界对系统是否有影响无关。

C.系统内分子仍在作热运动，但系统的宏观性质不随时间变化。

D.系统内分子仍在作热运动，系统的宏观性质也是随时间变化的。

37.．温度的科学定义是：

A.温度是表示物体冷热程度的量。

B.温度是表示物体的一种宏观性质的量。

C.温度表示处于同一热平衡态的诸热力学系统具有的共同宏观性质。

D.温度是表示物体与温度计达到热平衡的宏观状态量。

38．根据热力学第零定律，温度是

A.物体冷热程度的量度。

B.温度计的具体度数。

C.处于热平衡的诸热力学系统的共同宏观性质。

D.物体的某种宏观性质。

39.关于广延量和强度量，下列哪种说法是错误的?

A.广延量具有可加性。

B.强度量不具有可加性。

C.强度量和广延量的乘积具有可加性。

D.强度量和广延量的乘积不具有可加性。

40.气体绝热自由膨胀过程是

A.等内能过程。

B.等焓过程。

C.等压过程。

D.等容过程。

41.下列那个物理量是广延量

A.内能B.压强C.温度D.电阻率

42.1摩尔理想气体通过准静态等温膨胀过程从V1变化到V2，外界给系统作的功为

A.。

B.。

C.。

D.。

43一卡诺热机，其高温热源和低温热源温度的关系为T1＝nT2，在一次循环过程中从高温热源吸收的热量为Q1，则热机对外做的功为

A.。

B.。

C.。

D.。

44．设热机工作于相同的高温热源和相同的低温热源之间，下列哪种表述不属于卡诺定理？

A．两热源之间工作的一切可逆热机，其效率都相等。

B.两热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都相等。

C.两热源之间工作的一切可逆热机，其效率与工作物质无关。

D.两热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都小于可逆机的效率。

45．热力学第二定律的开尔文表述是说：

A.不可能从单一热源吸取热量使之完全转变为有用功。

B.第二类永动机不可能实现。

C.热不能转变为功。

D.功不可能自发地转变为热。

46．根据热力学第二定律的开尔文表述，在同一p-V图中的两条绝热线，它们

A．只能有两个交点。

B.只能有一个交点。

C.不能相交。

D.最少有两个交点。

47．关于熵，下列那种说法是错误的。

A．熵是系统混乱程度的量度。

B．熵是状态函数，熵的存在和可逆过程无关。

C．绝热过程中系统的熵是不会减少的。

D．熵是由可逆过程导出来的，所以熵的存在依赖于可逆过程。

48.在最高热源温度T1和最低热源温度T2范围内工作的任意可逆循环的热机效率为

A.。

B.。

C.。

D.无法判断。

49.热力学第二定律的克劳修斯表述告诉我们：

A.功可以完全变为热，但热不能完全变为功。

B.热量不可能从低温物体传到高温物体。

C.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体。

D.实际热机效率大于或等于1。

50.热容量为C的一物体，温度为T，与一温度为T0的高温热源接触并达到平衡，物体的熵变为

A.。

B.。

C.。

D.。

51．根据吉布斯函数判据，等温等压系统在平衡态时的吉布斯函数

A.最大。

B.最小。

C.较大而非最大。

D.较小而非最小。

答案（33－51）：

33.C34.C35.D36.C37.C38.C39.D40.A41.A42.A43.D44.B45.B46.C47.D48.C49.C50.B51.B

第二章均匀物质的热力学性质

2．1填空题

61.特性函数是指当_________自变量时，能够表达系统________________的函数。

62.吉布斯函数G在以______和________为自变量时是特性函数。

63.自由能F在以______和________为自变量时是特性函数。

64.对于T、V不变的系统，平衡态时系统的___________最小。

65.对于T、p不变的系统，平衡态时系统的___________最小。

66.对于孤立系统，平衡态时系统的___________最大。

67.根据热力学分析知，节流过程是_____________过程。

68.气体经绝热节流膨胀后，其态函数_________保持不变。

69.气体经绝热自由膨胀后，其态函数_________保持不变。

70.气体在绝热过程中，其态函数_________保持不变。

答案（61－70）：

61适当选择系统所有热力学性质62.T,p63.T，V64.自由能65.吉布斯函数66.熵67.等焓68.焓69.内能70.熵

2．2选择题

71.描述气体在绝热膨胀过程中致冷效应的偏导数是

A.。

B.。

C.。

D.。

72.自由能F以下列那组参量为自变量时是特性函数？

A.T,V。

B.T,p。

C.p,V。

D.T,S。

73.关于节流过程，下列那种说法是错误的？

A.它是一个等焓过程。

B.系统的温度一定降低。

C.它是一个不可逆过程。

D.理想气体在节流过程中温度不变。

74.吉布斯函数G以下列那组参量为自变量时是特性函数？

A.T,V。

B.T,p。

C.p,V。

D.T,S。

75.内能U以下列那组参量为自变量时是特性函数？

A.T,V。

B.T,p。

C.S,p。

D.S，V。

答案（71－75）：

71.C72.A73.B74.B75.D

2．3计算题

76.证明

77.证明

78.其中，为定压膨胀系数。

79.证明在以T、V为自变量时，内能的全微分表达式为

80.

81.理想气体在节流过程中有

82.

83．

84.

85.对于节流过程，证明

86.证明

87．证明

88．证明

89．证明

答案：

（76－89）

76．证dU=TdS-pdV

77．证dU=TdS-pdV

78．证：

；利用麦氏关系，即可得证

79．证dU=TdS-pdV,设S=S（T,V）,

80．证因为

所以，，

又，由麦氏关系，原题得证。

81．证先