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)不可逆过程就就是不能向相反方向进行得过程;
(D) 一切自发过程都就是不可逆得、
6、对于理想气体来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收得热量、内能得增量与对外做得功三者均为负值?
[D]
(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,哪些就是正确得?
[ B ]
(1)热平衡过程就就是无摩擦得、平衡力作用得过程、
(2) 热平衡过程一定就是可逆过程、
(3)热平衡过程就是无限多个连续变化得平衡态得连接、
(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、对于室温下得双原子分子理想气体,在等压膨胀得情况下,系统对外所做得功与从外界吸收得热量之比A/Q等于:
[D]
(A) 1/3; (B) 1/4;(C)2/5; (D)2/7、
9、在温度分别为327℃与27℃得高温热源与低温热源之间工作得热机,理论上得最大效率为 [ B ]
(A)25% (B)50%
(C) 75% (D)91、74%
10、一定量得理想气体,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(图中虚线就是绝热线),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___;从外界吸收得热量Qp=__7A/2___、
2、一个作可逆卡诺循环得热机,其效率为η,它得逆过程得致冷机致冷系数w=T2/(T1-T2),则η与w得关系为__________、
3、一热机由温度为727℃得高温热源吸热,向温度为527℃得低温热源放热、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.热力学第二定律得克劳修斯叙述就是_热量不能自动地从低温物体传向高温物体开尔文叙述就是_不可能把从单一热源吸收得热量在循环过程中全部转变为有用得功,而不引起任何其她物体为生变化_________________________、
5、下面给出理想气体状态方程得几种微分形式,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,系统得内能增量=___0__
8、已知一定量得理想气体经历p-T图上所示得循环过程,图中过程1-2中,气体___吸热__(填吸热或放热)。
9、一定量得理想气体,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,试画出这三种过程得p-V图曲线、在上述三种过程中:
(1)气体对外做功最大得就是____等压______过程;
(2)气体吸热最多得就是___等压_______过程、
P
A
V1 V2 V
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),则气体内能得增量=_______
11、热力学第二定律得开尔文叙述与克劳修斯叙述就是等价得,表明在自然界中与热现象有关得实际宏观过程都就是不可逆得、开尔文表述指出了_____功热转换_______过程就是不可逆得,而克劳修斯表述指出了_____热传导____________过程就是不可逆得、
12、要使一热力学系统得内能增加,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.热力学系统得状态发生变化时,其内能得改变量只决定于____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得液体,液体温度在升高,若将液体瞧作系统,则外界对系统作功,系统得内能增加。
答案:
对
2、热力学系统得状态发生变化时,其内能得改变量只决定于初末态得温度而与过程无关。
答案:
错
3、处于热平衡得两个系统得温度值相同,反之,两个系统得温度值相等,它们彼此必定处于热平衡。
答:
对(温度相等就是热平衡得必要充分条件)
4、系统得某一平衡过程可用P-V图上得一条曲线来表示。
答案:
对
5、当系统处于热平衡态时,系统得宏观性质与微观运动都不随时间改变。
答案:
错
6、在如图所示得pV图中,曲线abcda所包围得面积表示系统内能得增量.
答案:
“表示系统内能增量”就是错误得,应改正为:
“表示整个过程中系统对外所做得净功.”
7、质量为M得氦气(视为理想气体),由初态经历等压过程, 温度升高了.气体内能得改变为P= (M/Mmol)CP。
答案:
错
8、摩尔数相同得氦气与氮气(视为理想气体),从相同得初状态(即p、V、T相同)开始作等压膨胀到同一末状态.则对外所作得功相同。
答案:
对
三、计算题
1、64g得氧气得温度由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)
(1分)
(2)
(2分)
(1分)
(2分)
2、一定量得理想气体经历如图所示得循环过程,A→B与C→D就是等压过程,B→C与D→A就是绝热过程、已知Tc=300K,TB=400K,求此循环得效率、
解由于 ,(2分)
(2分)
(1分)
根据绝热过程方程得到:
(2分)
又
所以
(2分)
3、一定量得氦气,经如图所示得循环过程、求:
(1)各分过程中气体对外做得功,内能增量及吸收得热量;
(2)整个循环过程中气体对外做得总功及从外界吸收得总热量、
解(1)A→B过程:
(1分)
(1分)
(1分)
B→C过程:
(1分)
(1分)
C→A过程:
(1分)
(1分)
(1分)
(2)总功 (1分)
总热量 (1分)
4、如图所示,abcda为1mol单原子分子理想气体得循环过程,求:
(1)气体循环一次,在吸热过程中从外界共吸收得热量;
(2)气体循环一次对外做得净功;
(3)证明TaTc=TbTd、
(1) 过程ab与bc为吸热过程,
吸热总与为
(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单原子分子得理想气体,经历如图所示得可逆循环,连接ac两点得曲线Ⅲ得方程为P=p0V2/V02,a点得温度为T0、
(1)试以T0,R表示Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ过程中气体吸收得热量;
(2)求此循环得效率、
解:
设a状态得状态参量为p0,V0,T0,则 (2分)
由 ,则 (1分)
又, 则
(1)过程Ⅰ (1分)
过程Ⅱ (1分)
过程Ⅲ (1分)
(1分)
(2) (2分)
6、 如题7-10图所示,一系统由状态沿到达状态b得过程中,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,试问系统就是吸热还就是放热?
热量传递就是多少?
题7-10图
解:
由过程可求出态与态得内能之差
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.
解:
(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得理想气体得T-V图如题7-15图所示,为直线,延长线通过原点O.求过程气体对外做得功.
题7-15图
解:
设由图可求得直线得斜率为
得过程方程
由状态方程
得
过程气体对外作功
9、某理想气体得过程方程为为常数,气体从膨胀到.求其所做得功.
解:
气体作功
10、设有一以理想气体为工质得热机循环,如题7-17图所示.试证其循环效率为
答:
等体过程
吸热
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pV图所示直线变化到状态B(p2,V2),试求:
(1)气体得内能增量.
(2)气体对外界所作得功.
(3)气体吸收得热量.
(4)此过程得摩尔热容.
(摩尔热容C =,其中表示1mol物
质在过程中升高温度时所吸收得热量.)
解答:
(1) 2分
(2) ,
W为梯形面积,根据相似三角形有p1V2=p2V1,则
. 3分
(3) Q =ΔE+W=3(p2V2-p1V1). 2分
(4)以上计算对于A→B过程中任一微小状态变化均成立,故过程中
ΔQ=3Δ(pV).
由状态方程得Δ(pV)=RΔT,
故 ΔQ=3RΔT,
摩尔热容 C=ΔQ/ΔT=3R. 3分