大学物理第6章题库含答案.doc

06章一、填空题（一）易（基础题）1、热力学第二定律的微观实质可以理解为：在孤立系统内部所发生的不可逆过程，总是沿着熵 增大 的方向进行。2、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，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_的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了_热传导_的过程是不可逆的 3一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J，气体向外界放热620J，则气体的内能 减少 (填增加或减少)，E2E1= -380 J。4一定量的理想气体在等温膨胀过程中，内能 不变 ，吸收的热量全部用于对外界做功 。5一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，对外做功120J，气体的内能增量为280J，则气体从外界吸收热量为 400 J。6、在孤立系统内部所发生的过程，总是由热力学概率 小 的宏观状态向热力学概率 大 的宏观状态进行。7、一定量的单原子分子理想气体在等温过程中,外界对它作功为200J.则该过程中需吸热_-200_J.补充1、一定量的双原子分子理想气体在等温过程中,外界对它作功为200J.则该过程中需吸热_-200_J.补充2、一定量的理想气体在等温膨胀过程中，吸收的热量为500J。理想气体做功为 500 J。补充3、一定量的理想气体在等温压缩过程中，放出的热量为300J，理想气体做功为 -300 J。8、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。9、一定量的气体由热源吸收热量,内能增加,则气体对外作功_J.10、工作在7和27之间的卡诺致冷机的致冷系数为 14 ，工作 在7和27之间的卡诺热机的循环效率为 6.67% 。（二）中（一般综合题）1、2mol单原子分子理想气体,经一等容过程后,温度从200K上升到500K,则气体吸收的热量为_J.图22、气体经历如图2所示的一个循环过程，在这个循环中，外界传给气体的净热量是 90J 。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。若热机可看作卡诺热机，且每一循环吸热2000J,则此热机每一循环作功 400 J。4、1mol的单原子分子理想气体，在1atm的恒定压强下，从0加热到100，则气体的内能改变了 J。（摩尔气体常量R=8.31Jmol-1K-1）图65、一系统由图6中的a态沿abc到达a态时,吸收了911J的热量.同时对外作478J的功.如果由a态沿adc到达c态,则系统作功121J,吸热_554_J.当系统由c态沿曲线ca返回a态时,如果外界对系统作功268J,则系统吸热_-701_J. （三）难（综合题）图21、双原子分子理想气体,作等压膨胀.若气体膨胀过程从热源吸收热量700J,则该气体对外做功_200_J.2、如图2所示，一定量的双原子分子理想气体，沿12341变化。12过程系统内能增加了300J。23过程系统放热为400J，34为等温过程，41为绝热过程，由此，12过程系统吸热_420_J，41过程系统作功_-100_J。3、3mol 的理想气体开始时处在压强、温度的平衡态，经过一个等温过程，压强变为.该气体在此等温过程中吸收的热量Q= _J.二、选择题（一）易（基础题）1、下列说法正确的是： （A）孤立系统中的可逆过程，其熵不变；孤立系统中的不可逆过程，其熵要增加；（B）一切系统状态的改变，系统的熵都要增加；（C）一切系统状态的改变，系统的熵减少；（D）孤立系统处于平衡态时，系统的熵趋于最大值，系统的无序度最低。2、一摩尔的单原子分子理想气体，在一个大气压的恒压下，从0C被加热到100C,此时气体增加的内能约为 （A）3.2J; (B) 46J; (C) 120J; (D)1250J.3、是 （A）理想气体定体摩尔热容； （B）双原子分子理想气体定体摩尔热容； （C）刚性双原子分子理想气体定体摩尔热容； （D）气体定体摩尔热容。4、1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为 （A）；（B）；（C）；（D）。补充题：1mol刚性单原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为( )（A）；（B）；（C）；（D）。补充题：1mol刚性多原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为( )（A）；（B）；（C）；（D）。5、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 （A）25% （B）50%（C）100%（D）75%6、对于室温下定体摩尔热容为2.5R的理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比等于 （A）1/3 （B）1/4 （C）2/5 (D) 2/7，7、对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值的过程 （A）等容降压过程； (B)等温膨胀过程； (C)等压压缩过程； （D)绝热膨胀过程。8、根据热力第二定律可知 （A）功可以全部换为热,但热不能全都转换为功； （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。9、“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作功”，对此说法，有以下几种评论。正确的是 （A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；（B)不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律； （C)不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律; （D )违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。10、设热源的绝对温度是冷源的绝对温度的n倍,则在一个卡诺过程中,气体将把从热源得到的热量中的多少传递给冷源? (A) ；(B) ； (C) ；(D) 。（二）中（一般综合题）1、给定理想气体，从标准状态()开始作绝热膨胀，体积增大到3倍。膨胀后温度T、压强P与标准状态时、之关系为(为比热容比)。 （A） ； （B） ； （C） ； （D） 。2、设有下列过程： （1)用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气（设活塞与器壁无摩擦）； （2）用缓慢地旋转的叶落归根使绝热容器中的水温上； (3)冰溶解为水； (4)一个不受空气阻力及其他摩擦力作用的单摆的摆动。 其中是可逆过程的为 （A) （1)、(2)、(4)； (B) （1)、（2)、(3)； (C) （1)、(3).(4)； （D）（1）、（4）。3、一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半盛理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后： （A）温度不变，熵增加；（B)温度升高，熵增加； （C)温度降低，熵增加；(D)温度不变，熵不变，4、一理想气体初始温度为T,体积为V,此气体由初始状态经绝热膨胀到体积为2V;又经等容升温到温度为T,最后经等温压缩恢复到体积V.则此过程中 (A) 气体向外界放热； (B)气体对外界做功；(C) 气体内能增加； (D)气体内能减少。图55、如图5所示，1mol理想气体从状态A沿直线到达B,则此过程系统做的功和内能的变化为 （A）W0,E0 ；(B) W0,0,E0 ；（D）W06、一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。则根据热力学定律可以断定 （1）该理想气体系统在此过程中吸了热；（2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功； （3) 该理想气体系统的内能增加了；(4)在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功。以上正确的断言是：（A）（3）；（B）（1）（3）；（C)（2）（3）； (D)（3）（4）；（E）（4）7、有人设计一台卡诺热机(可逆的)，每循环一次可从400K的高温热源吸热1800J，向300 K的低温热源放热800 J。同时对外做功1 000 J ，这样的设计是 （A)可以的，符合热力学第一定律； (B)可以的，符合热力学第二定律 ：（C）不行的，这个热机的效率超过理论值； （D)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量。图1（三）难（综合题）1、一定量理想气体，从a经b到c的过程，如图2所示，则 （A）0,Q=0;(B) 0,A0,Q0, A0;(D) 0 ,Q0.2、一定量的理想气体，起始温度为T，体积为。后经历绝热过程，体积变为。再经过等压过程，温度回升到起始温度。最后再经过等温过程，回到起始状态。则在此循环过程中 （A)气体从外界净吸出热量为负值； （B)气体对外界净作的功为正值；（C）气体从外界净吸热量为正值； （D）气体内能减少。3、假设某一循环由等温过程和绝热过程组成(即等温线和绝热线交于两点组成循环)，可以认为 (A)此循环过程仅违反热力学第一定律；(B)此循环过程仅违反热力学第二定律； (C)它既违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律；(D)它既不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。4、关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法：（1）可逆过程一定是平衡过程。（2）平衡过程一定是可逆过程。（3）不可逆过程一定找不到另一过程使系统和外界同时复原。（4）非平衡过程一定是不可逆过程。以上说法，正确的是： （A）（1）、（2）、（3）； （B）（2）、（3）、（4）；（C）（1）、（3）、（4）； （D）（1）、（2）、（3）、（4）。三、判断题（一）易（基础题）1、第二永动机是不可能实现的。 （ ）2、内能的增量只适用于理想气体准静态过程。（ ）3、平衡过程一定是可逆过程。（ ）4、第一永动机是可能实现的。 （ ）5、系统经历一个循环过程后，它的内能为零。 （ ）6、孤立系统的一切自发过程都是向着熵增大的方向进行。 （ ）7、功的适用范围是理想气体准静态过程。 （ ） 8、一切自然过程都是不可逆过程。 （ ）9、在等体过程中系统所做的功为零。 （ ）10、是刚性双原子分子理想气体定体摩尔热容 （二）中（一般综合题）（三）难（综合题）四、解答题（一）易（基础题）图（1）1、如图（1）表示一氮气循环过程，求一次循环过程气体对外做的功和循环效率。2、0.02 kg的氦气(视为理想气体)，温度由17升为27若在升温过程中，(1) 体积保持不变；(2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功(普适气体常量R =8.31 )3、0.001kg的氦气吸收了1J的热量,若保持压强不变,它的初始温度为200K,则它最终的温度是多少?4、一热机在1000K和300K的两热源之间工作，如果(1)高温热源提高到1100K，(2)使低温热源降到200K，求理论上热机效率增加多少？为了提高热机效率，哪一种方案更好？5、64g氧气（可看成刚性双原子分子理想气体）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？6、的氧气作如图6所示的的循环，设，求循环效率。15解：（1）完成一次循环过程内能的增量为： （2）完成一次循环过程氮气所做的总功为： 15 （3）在循环过程中，氮气吸热 循环效率： 7、打算建造一热机，从海洋的温度梯度中获得动力。若海洋表面与深处的水温分别为25和10，试求这样一个热机的最大理论效率是多少？8、一定量氢气在保持压强为4.00Pa不变的情况下，温度由升高到时，吸收了6.0 J的热量。 (1) 求氢气的量是多少摩尔? (2) 求氢气内能变化多少? (3) 氢气对外做了多少功?图（10）9、一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为10，室温为15。若按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗J的功，可以从冷冻室中吸出多少热量？10、一热力学系统由如图（10）所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。(1) 如果它沿adb过程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量?(2)当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热?图1（二）中（一般综合题）图21、有1摩尔的刚性双原子分子理想气体作如图1所示的循环过程。若 =，AB为等温过程，其温度为600k，BC为等压过程，CA为等体过程，试求：（1）C点的温度；（2）每个过程系统所作的功和吸收的热量；（3）理想气体完成一个循环过程内能的变化；（4）循环过程的效率。（ =0.7） 2、如图2所示，一定量的理想气体经历ACB过程时吸热200J，则经历ACBDA过程时吸热又为多少？ 图33、有一克原子（1mol）的单原子理想气体，自A点起始沿顺时针方向完成一个循环，如图3所示。求： (1)循环过程中所做的总功、吸收的热量；13 (2)循环的效率。8、11解：（1）如图所示，完成一次循环过程气体对外所做的总功为矩形ABCD的面积：即： 或： 循环过程中吸收的热量为： （2）循环的效率： 4、一台家用冰箱，放在气温为300K的房间内，做一盘13的冰块需从冷冻室取走的热量。设冰箱为理想卡诺致冷机。（1）做一盘冰块所需要的功是多少？（2）若此冰箱能以的速率取出热量，求做一盘冰块需多少时间？此冰箱的电功率是多少瓦？图55、使一定质量的理想气体的状态按图5中的曲线沿箭头所示的方向发生变化，图线的BC段是以P轴和V轴为渐近线的双曲线。（1）已知气体在状态A时的温度300K，求气体在B，C和D状态时的温度。（2）从A到D气体所做的总功是多少？（3）ABCD过程中气体的内能增量是多少？（4）ABCD过程中气体所吸收的热量各是