《热力学第一第二定律》习题.docx

《热力学第一第二定律》习题.docx

《《热力学第一第二定律》习题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《热力学第一第二定律》习题.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《热力学第一第二定律》习题

《热力学第一、第二定律》习题

本章从能量的观点研究物质热现象的宏观基本规律及其应用，是热力学的基础内容。

主要有：

准静态过程、热量、功、内能等基本概念，与热力学第一定律及其对理想气体各等值过程的应用，理想气体的摩尔热容，循环过程，卡诺循环和热力学第二定律等。

基本要求

掌握功和热量的概念，理解平衡过程。

掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体各等值过程和绝热过程中功、热量、内能的改变量及卡诺循环的效率。

理解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定律的两种叙述。

一、基本练习

 在下列理想气体各种过程中，那些过程可能发生？

（）

（A）等体加热，内能减少，压强升高 （B）等温压缩，吸收热量，压强升高

（C）等压压缩，吸收热量，内能增加 （D）绝热压缩，内能增加，压强升高

2在实际应用中，提高热机的效率可行的办法是（）

（A） 提高高温热源的温度（B）降低低温热源的温度

（C） 选择单原子理想气体作工作物质（D）增大热机功的输出

3下列说法那一个是正确的（）

（A）热量不能从低温物体传到高温物体

（B）热量不能全部转变为功

（C）功不能全部转化为热量

（D）气体在真空中的自由膨胀过程是不可逆过程

4在绝热容器中，气体分子向真空中自由膨胀，在这过程中（ ）

（A）气体膨胀对外作功，系统内能减小（B）气体膨胀对外作功，系统内能不变

（C）系统不吸收热量，气体温度不变（D）系统不吸收热量，气体温度降低

5一定量的理想气体，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（图中虚线所示），问各过程中气体吸热还是放热。

（）

（A）①过程吸热，②过程放热

（B）①过程放热，②过程吸热

（C）两种过程都吸热（D）两种过程都放热

6一定量的理想气体分别由初态a经①过程ab和由初态a'经②过程a'cb到达相同的终态b，如p-T图所示，则两个过程中气体从外界吸收热量Q1、Q2的关系为（）

（A）

（B）

（C）

（D）

7一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程如下左图：

AB等压过程；AC等温过程；AD绝热过程，其中吸热最多的过程（）

（A）AB（B）AC（C）AD（D）一样多

8如上面右图所示,下列说法正确的是（）

（A）agd线上各状态的温度比acd线上各状态的温度高

（B）agd所表示的过程系统放出热量

（C）路径acd和agd表示等温过程

（D）面积acdga表示循环过程中系统所作的功

91mol的单原子理想气体从A状态变为B状态，如果不知道是什么气体，变化过程也不清楚，但是可以确定A、B两态的宏观参量，则可以求出（ ）

（A） 气体所作的功（B） 气体内能的变化

（C） 气体传给外界的热量（D） 气体的质量

10 在标准大气压下，1g水的体积为3，水沸腾后完全汽化，变成1.671×10-3m3的蒸气，在此过程中内能的增量为（标准大气压下水的汽化热为⨯106J·kg-1）。

（）

⨯103J⨯104J⨯102J

11在600K的高温热源和300K的低温热源间工作的卡诺热机，理论上最大效率可达到（）

（A）100%（B）75%（C）50%（D）25%

12在标准条件下，将1mol单原子气体等温压缩到升，外力所作的功为（ ） 

（A）285J（B）-652J（C）1570J（D）652J

13在上题中,如果将单原子气体绝热压缩到升,外力所作的功为（）

（A）693J⨯103J（C）719J（D）678J

14致冷系数为6的一台冰箱，如果致冷量为⨯106J.h-1，则冰箱一昼夜的耗电量为（）

度度（C）50度⨯106度

15气体的定压热容量大于同种气体的定体热容量，这是由于在定压膨胀过程中（）

（A）气体的膨胀系数不同（B）气体膨胀对外做功

（C）分子引力增大（D）分子体积膨胀

16如果∆WT表示气体等温压缩到给定体积所作的功，∆Q表示在此过程中气体吸收的热量，∆Wa表示气体绝热膨胀回到它原有体积所作的功，则在整个过程中气体内能的增量为

（A）0（B）

（C）

（D）

17理想气体经历所示的abc平衡过程如下左图，则该系统对外做功W，从外界吸收的热量Q和内能的增量∆E的正负情况如下（  ）

（A）

（B）

（C）

（D）

18如上面右图所示,一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J，则经历acbda过程时，吸热为（）

（A）-1200J（B）-1000J（C）-700J（D）1000J

19某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB直线所示，AB表示的

过程是（）

（A）等压过程（B）等体过程

（C）等温过程（D）绝热过程

20关于热功转换和热量传递有下面一些叙述

（1）功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功；

（2）一切热机的效率都小于1；

（3）热量不能从低温物体传到高温物体；

（4）热量从高温物体传到低温物体是不可逆的。

以上这些叙述（）

（A）只有

（2）、（4）正确

（B）只有

（2）、（3）、（4）正确

（C）只有

（1）、（3）、（4）正确

（D）全部正确

二、选做练习：

1一定量某理想气体按

常量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度（ ）

（A）将升高（B）将降低

（C）不变（D）升高还是降低，不能确定

2不可逆过程是（ ）

（A）不能反向进行的过程

（B）系统不能回复到初始状态的过程

（C）有摩擦存在的过程或者非准静态的过程

（D）外界有变化的过程

3热力学第二定律表明（）

（A）不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的动

（B）在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功

（C）热不能全部转变为功

（D）热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体

4如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为po，右边为真空，今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是（）

（A）po（B）po/2

（C）2γpo（D）po/2γ

5一定量的理想气体，分别进行如图所示的两个卡诺循环abcda和

，若在p-V图上这两个循环曲线所围

的面积相等，则可以由此得知这两个循环（ ）

（A）效率相等

（B）从高温热源吸收的热量相等

（C）向低温热源放出的热量相等

（D）在每次循环中对外作的净功相等

6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）

表示             过程

（2）

表示             过程

（3）

表示             过程

7“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功，因此热能能够全部转化为机械能”。

这一说法（服从，违背）热力学第一定律；这与热力学第二定律（矛盾，不矛盾）。

8摩尔热容比为1.4的一定量理想气体从状态A出发，经过等压过程膨胀到状态B，又经绝热过程膨胀到状态C，如图所示。

试求全过程中气体对外所作的功、内能的增量以及吸收的热量（气体的定体摩尔热容量为

）。

第八题

9如图所示，ABC为1mol氦气的循环过程，整个循环由一个等压过程、一个等体过程和一个绝热过程构成，求此循环过程的效率。

第九题

热力环流

一、教学内容

本教学设计的内容选自普通高中地理新课标实验教材湘教版版必修1的第二章第三节大气环境中的《热力环流》。

主要介绍热力环流的形成过程及生活中的一些常见例子—海陆风和城市风等。

二、课标解读

课标要求：

运用图表说明大气的受热过程。

热力环流是大气运动最简单的形式，在本单元中有着举足轻重的作用，是后面学习“风”“全球性大气环流”“常见的天气系统”等知识的基础。

同时，热力环流的形成过程和形成原理又是一个难点，很多学生在学习后仍然思维模糊，概念混淆。

如何才能突破这个难点，只有在教学过程中遵循学生的认识规律，循序渐进，步步深入，才能让学生更好地接受。

三、教学目标

1．知识与技能

①掌握热力环流的定义，熟练阅读热力环流示意图，理解热力环流的形成过程。

②通过绘制热力环流图，培养学生的绘图能力和理解问题的能力。

③能够利用热力环流原理解答生产、生活中的局地环流问题。

2．过程与方法

本课遵循由问题→媒体演示获得感性认识→分析推理运动过程→归纳概括运动规律（理性认识）→应用规律解决实际问题的教学主线，在此过程中进一步培养学生用分析、推理、归纳等方法学习地理知识。

3．情感态度与价值观

通过分析、理解、观察热力环流和局地环流，培养学生探索自然、热爱科学的精神。

四、教学重点与难点

重点：

热力环流的形成过程及应用

难点：

热力环流的形成过程

五、重难点的突破

热力环流是本节的重点，要讲清两个问题：

一是大气的垂直运动是由于地面冷热不均产生的（大气垂直运动直接影响天气的变化）；二是大气的水平运动是由于大气的垂直运动导致在同一水平面上产生气压差异（大气水平运动直接影响热量与水汽的输送）。

在讲大气热力环流时采取大气运动由静态到动态的发生过程，直观深入地展示大气环流发生时气温、气压、气流3者之间的关系，即可突破难点。

六、教学方法：

自主学习、小组合作探究、实验直观演示法

七、教学过程

教学环节

教学活动

设计意图

教师活动

学生活动

1、创设情景导入教学

情境提问“为什么空调冷气机装在房间的高处而暖气片放在房间的地上？

”

思考、回答

结合生活中的真实案例，激发学生学习热情。

2、介绍大气运动的有关内容

利用课件展示几个问题

1.大气运动的能量来源于哪里？

2.引起大气运动的根本原因是什么？

过渡:

大气到底是怎样运动的呢？

学生自学课文第35页热力环流第一段，思考并回答课件展示问题。

培养学生自主学习能力及信息提取能力。

3、感受热力环流的产生

1、播放录像：

录像内容，在玻璃箱内

冰块盆和热水盆，在玻璃箱点燃香，观察烟雾的飘动方向。

小组合作活动：

1.观察烟雾的飘动轨迹并画在纸上。

2.思考探究：

①请说出烟雾飘动的方向？

并在黑板画出。

②烟雾为什么会飘动？

并在图中加上表示原因的文字或图画。

③因此可以得出冷热不均引起大气运动。

（即已完成热力环流图的描画和引出热力环流的概念）

通过电脑演示热力环流形成过程，这样学生通过观看、分析、思考、回答，教师的讲解、归纳来使学生获得感性认识。

4、热力环流原理分析

引导学生逐步分析热力环流产生的原理。

1、启发探究：

②地面冷热不均时，大气发生怎样的物理变化？

（从上述实验中引导）

③大气发生垂直运动，近地面和高空水平方向上的气压发生怎样变化？

（从生活现象中引导：

夏季台风前的闷热说明气压低，秋高气爽说明气压高）

④大气发生垂直运动，水平方向上的气压是否一致，

水平方向上产生气压差后，会出现日常生活中的什么现象？

风是什么方向上的大气运动？

2、释图探究

通过示意图加深对上述引导的理解，促使学生能用自己语言总结热力环流形成的基本过程：

冷热不均→空气的垂直运动（上升或下沉）→同一水平面上出现气压差→空气的水平运动（风）

利用三幅图逐一进行原理解释，化繁为简，一环扣一环，加深学生的理解。

5、归纳热力环流的概念

小结:

由于地面冷热不均而形成的空气环流，称之为热力环流。

并说明它是大气运动最简单的形式。

边听，边做笔记，同时归纳出在高低气压处等压面的弯曲情况

同一水平面而言，高压处等压面上凸，低压处等压面下凹。

培养归纳能力，强化理解。

深化对地理现象发展过程的认识。

6、练习学生描绘热力环流原理图

在黑白上绘制等压面学生按要求绘制热力环流示意图

按要求画图。

测试教学效果，可以获取即时反馈，查漏补缺，并给予及时矫正，使所学原理真正理解，并巩固深化。

过渡

现在，同学们已经理解了热力环流的原理，其实，现实生活中冷热不均产生的热力环流无处不在，.下面我们就分析一下现实中的一些典型例子。

（转入海陆风成因和影响分析）

7、海陆风

1、播放学生实验录像：

实验过程：

①准备两个烧杯，分别装满300毫升水和干沙并排放在一起。

把两枝温度计分别埋入水和沙中约厘米。

②测量水和干沙的温度，并记录下来。

因为都在室温状态下，它们的温度应该相同。

③把两个烧杯放到室外，让太阳照射使其升温，在半小时内每隔5分钟观察并记录照射后水和沙的温度。

④把两个烧杯放放回室内让其降温，在半小时内每隔5分钟观察并记录水和沙的温度。

⑤对所测量的数据进行列表、画图对比分析。

1、实验、释图探究

学生旁白实验过程并公布结果；根据实验结果，绘制图表展示结论。

2、问题探究：

①同一时间段，造成海陆温差的原因是什么？

海陆热力差异

②不同时间段，海陆的温差会有变化吗？

③白天，大气温度升高，陆地与海洋比较，哪个快些？

温度如何？

晚间呢？

3、实践探究

根据上述分析，运用热力环流的原理画出海陆间大气运动的示意图。

启发探究

④根据示意图想一想，人站在海边，面对大海，白天风从哪个方向吹来？

正面或背面呢？

晚上呢？

将原理性知识转化为生活中的实际问题，体现地利与人类活动的相关性。

同时测试学生运用模式解决实际问题的能力

8、城市风分析

1、课件演示：

《城市风》

2、引导学生逐步分析城市风产生的原理。

1、问题探究：

①无论白天或晚间，城市和郊区的冷热状况有何不同？

为什么？

②根据冷热状况的分析，市区和郊区间的大气怎样运动？

2、小组探究：

①由于城市风的存在，对城市的大气环境会产生什么影响？

②在城市建设和规划中，如何使城市风趋利弊害呢？

如果你是该城市的决策者，现在要布局一个化工厂，从保护城市环境的角度出发，应布局在什么地方较合适？

激发兴趣，鼓励参与，培养学生的合作意识、及分析解决问题的能力。

课外拓展

除了城市风和海陆风，生活中还有哪些热力环流的例子呢？

它对我们的生活有什么影响呢？

试从热力环流形成的基本过程，总结海陆风、城市风的分析模式，请对山坡与山谷风提出研究问题，并进行分析探究。

课外探究

8、课堂小结

总结：

太阳辐射→冷热不均（热力）→垂直运动→水平运动（热力环流）

思考、归纳、总结

培养归纳能力，强化理解。

9、课堂巩固练习

引导、提示

思考并回答

测试学生运用模式解决实际问题的能力。

八、板书设计

第一节冷热不均引起大气运动

---热力环流

一、热力环流的形成

1、大气不均匀受热引起热力环流

2、气压的变化规律

①垂直方向上，海拔越高气压越低

②同水平面上：

等压面向高处凸，气压高；等压面向低处凹，气压低

3、热力环流的形成过程

冷热不均→空气的垂直运动（上升或下沉）→同一水平面上出现气压差→空气的水平运动（风）

二、生活中的热力环流

------海陆风、城市风、山谷风等

九、教学反思

通过课下与学生的交流和学生课后作业反馈的信息，本节课教学效果还不错。

我在教学中注重下面几点：

1、概念：

概念是原理性知识，在明白概念之后才可以理解更深的内容，教材中有“热力环流”、“海陆热力性质差异”等文字，但没有“热力”的解释，这令到每届的学生都对此概念十分费解，我简介：

由于温度差异造成气压差异，气压差异造成大气水平运动，而温度和压强是物理热力学系统状态参量，所以由温度和压强差异所形成的环流称为热力环流。

2、应用：

生活中有很多应用热力环流原理的例子，如：

空调安装在房间的上部、农村的灶堂装有烟囱、夏天刚进经暴晒的小车里开空调的同时应在后窗开一条缝。

3、成因：

这部分内容用一些简单的物理知识能令难点迎刃而解，如分析“上空的气压总是比近地面低”可用压强公式P=ρgh加以推导。

4、规律：

经条理性分析后，还要和学生进行规律总结，如图2.3可分水平、垂直、弯曲三处找出规律：

⑴对于同一地点而言，气压总是随高度的增加而递减。

⑵高压和低压都是针对同一水平面上的气压差异而言。

⑶等压面凸起的地方为高压区，下凹的地方为低压区。