4热力学 习题及答案Word文档格式.docx

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（A）净功增大,效率提高;

[D]

（B）净功增大,效率降低;

（C）净功和效率都不变;

（D）净功增大,效率不变.

4、一定量的理想气体分别由图中初态a经①过程ab和由初态a’经②过程初态a’cb到达相同的终态b,如图所示,则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[B]

（A）Q1<

0,Q1>

Q2;

（B）Q1>

0,Q1>

（C）Q1<

0,Q1<

（D）Q1>

0,Q1<

Q2.

5、根据热力学第二定律可知:

[D]

（A）功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功;

（B）热可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体;

（C）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程;

（D）一切自发过程都是不可逆的.

6、对于理想气体来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值?

（A）等容降压过程;

（B）等温膨胀过程;

（C）绝热膨胀过程;

（D）等压压缩过程.

7、在下列各种说法中,哪些是正确的?

[B]

（1）热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程.

（2）热平衡过程一定是可逆过程.

（3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接.

（4）热平衡过程在p-V图上可用一连续曲线表示.

（A）

（1）,

（2）;

（B）（3）,（4）;

（C）

（2）,（3）,（4）;

（D）

（1）,

（2）,（3）,（4）.

8、对于室温下的双原子分子理想气体,在等压膨胀的情况下,系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比A/Q等于:

（A）1/3;

（B）1/4;

（C）2/5;

（D）2/7.

9、在温度分别为327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为［B］

（A）25％（B）50％

（C）75％（D）91.74％

10、一定量的理想气体，从p－V图上初态a经历

（1）或

（2）过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上（图中虚线是绝热线），则气体在［B］

（A）

（1）过程中吸热，

（2）过程中放热．

（B）

（1）过程中放热，

（2）过程中吸热．

（C）两种过程中都吸热．

（D）两种过程中都放热．

二、填空题

1、有1mol刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外做功A,则其温度变化ΔT=___A/R___;

从外界吸收的热量Qp=__7A/2___.

2、一个作可逆卡诺循环的热机,其效率为η,它的逆过程的致冷机致冷系数w=T2/（T1-T2）,则η与w的关系为_____

_____.

3.一热机由温度为727℃的高温热源吸热,向温度为527℃的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000J,则此热机每一循环做功__400________J.

4．热力学第二定律的克劳修斯叙述是_热量不能自动地从低温物体传向高温物体开尔文叙述是_不可能把从单一热源吸收的热量在循环过程中全部转变为有用的功，而不引起任何其他物体为生变化_________________________.

5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式,指出它们各表示什么过程.

（1）pdV=（m/M）RdT表示___等压_________过程;

（2）Vdp=（m/M）RdT表示_____等体_________过程;

（3）pdV+Vdp=0表示_______等温_______过程.

6、如图,温度为T0,2T0,3T0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环:

（1）abcda;

（2）dcefd;

（3）abefa,则其效率分别为:

η1=___33.3%___;

η2=___50%___;

η3=____66.7%___.

7．理想气体在如图所示a-b-c过程中，系统的内能增量

=___0__

8.已知一定量的理想气体经历p－T图上所示的循环过程，图中过程1－2中，气体___吸热__（填吸热或放热）。

9、一定量的理想气体,从p-V图上状态A出发,分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到体积V2,试画出这三种过程的p-V图曲线.在上述三种过程中:

（1）气体对外做功最大的是____等压______过程;

（2）气体吸热最多的是___等压_______过程.

P

A

V1V2V

10．1mol双原子刚性分子理想气体，从状态a（p1，V1）沿p—V图所示直线变到状态b（p2，V2），则气体内能的增量

=___

____

11、热力学第二定律的开尔文叙述和克劳修斯叙述是等价的,表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的.开尔文表述指出了_____功热转换_______过程是不可逆的,而克劳修斯表述指出了_____热传导____________过程是不可逆的.

12、要使一热力学系统的内能增加，可以通过_____做功_______或_________热传递______两种方式，或者两种方式兼用来完成．热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于____初末状态_____，而与______过程__无关．

三、判断题

1、不规则地搅拌盛于绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则外界对系统作功，系统的内能增加。

答案：

对

2、热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于初末态的温度而与过程无关。

错

3.处于热平衡的两个系统的温度值相同，反之，两个系统的温度值相等，它们彼此必定处于热平衡。

答：

对（温度相等是热平衡的必要充分条件）

4.系统的某一平衡过程可用P-V图上的一条曲线来表示。

5.当系统处于热平衡态时，系统的宏观性质和微观运动都不随时间改变。

6.在如图所示的pV图中，曲线abcda所包围的面积表示系统内能的增量．

“表示系统内能增量”是错误的，应改正为：

“表示整个过程中系统对外所做的净功．”

7.质量为M的氦气（视为理想气体），由初态经历等压过程,温度升高了

．气体内能的改变为

P=（M/Mmol）CP

。

错

8.摩尔数相同的氦气和氮气（视为理想气体），从相同的初状态（即p、V、T相同）开始作等压膨胀到同一末状态．则对外所作的功相同。

对

三、计算题

1、64g的氧气的温度由0℃升至50℃,

（1）保持体积不变;

（2）保持压强不变.在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?

各增加了多少内能?

对外各做了多少功?

解:

（1）

（2分）

（1分）

（2）

（2分）

2、一定量的理想气体经历如图所示的循环过程,A→B和C→D是等压过程,B→C和D→A是绝热过程.已知Tc=300K,TB=400K,求此循环的效率.

解由于

（2分）

根据绝热过程方程得到:

又

所以

（２分）

3、一定量的氦气,经如图所示的循环过程.求:

（1）各分过程中气体对外做的功,内能增量及吸收的热量;

（2）整个循环过程中气体对外做的总功及从外界吸收的总热量.

解

（1）A→B过程:

B→C过程:

C→A过程:

（1分）

（2）总功

总热量

4、如图所示,abcda为1mol单原子分子理想气体的循环过程,求:

（1）气体循环一次,在吸热过程中从外界共吸收的热量;

（2）气体循环一次对外做的净功;

（3）证明TaTc=TbTd.

（1）过程ab与bc为吸热过程，

吸热总和为

（2）循环过程对外所作总功为图中矩形面积

W=pb（Vc－Vb）－pd（Vd－Va）=100J

5、1mol单原子分子的理想气体,经历如图所示的可逆循环,连接ac两点的曲线Ⅲ的方程为P=p0V2/V02,a点的温度为T0.

（1）试以T0,R表示Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ过程中气体吸收的热量;

（2）求此循环的效率.

解：

设a状态的状态参量为p0,V0,T0,则

由

则

又

（1）过程Ⅰ

过程Ⅱ

过程Ⅲ

6、如题7-10图所示，一系统由状态

沿

到达状态b的过程中，有350J热量传入系统，而系统作功126J．

（1）若沿

时，系统作功42J，问有多少热量传入系统?

（2）若系统由状态

沿曲线

返回状态

时，外界对系统作功为84J，试问系统是吸热还是放热?

热量传递是多少?

题7-10图

由

过程可求出

态和

态的内能之差

过程，系统作功

系统吸收热量

过程，外界对系统作功

系统放热

7、1mol单原子理想气体从300K加热到350K，问在下列两过程中吸收了多少热量?

增加了多少内能?

对外作了多少功?

（1）体积保持不变；

（2）压力保持不变．

（1）等体过程

由热力学第一定律得

吸热

对外作功

（2）等压过程

吸热

内能增加

对外作功

8、1mol的理想气体的T-V图如题7-15图所示，

为直线，延长线通过原点O．求

过程气体对外做的功．

题7-15图

设

由图可求得直线的斜率

为

得过程方程

由状态方程

得

过程气体对外作功

9、某理想气体的过程方程为

为常数，气体从

膨胀到

．求其所做的功．

气体作功

10、设有一以理想气体为工质的热机循环，如题7-17图所示．试证其循环效率为

等体过程

绝热过程

等压压缩过程

放热

循环效率

题7-17图

11.1mol双原子分子理想气体从状态A（p1,V1）沿p