《热力学基础》选择题解答与分析.pdf

11热力学基础 11.1准静态过程 1. 在PV图上用一条曲线表示的过程 (A) 一定是准静态过程。 (B) 不一定是准静态过程。 答案：(A) 参考解答： 准静态过程是由一系列平衡态组成的过程。准静态过程中的每一步 都是平衡态，只有在平衡态，系统的体积、压强等宏观参量才有确定的 数值，才能在图上表示出来。因而，在图上用一条曲线表示的过程一定 是准静态过程。 选择错误的进入下面的思考题： 1.1怎样理解准静态过程？ 参考解答： 准静态过程是系统所经过的中间状态都无限接近于平衡态的那种状 态变化过程。准静态过程是实际过程的近似和抽象，是一种理想化过 程。 进入下一题： 11.2热力学第一定律 1. 如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2分别经历的过程 是：AB等压过程，AC等温过程；AD绝热过程，其中吸热量最多 的过程 A. (A) 是AB. (B)是AC. (C)是AD. (D)既是AB也是AC, 两过程吸热一样多。 答案：(A) 参考解答： 根据热力学第一定律：.系统从外界吸收的热量等于系统内能的增量 和系统对外做功之和。 AD绝热过程 AB等压过程：在等压过程中，理想气体吸热的一 部分用于增加内能，另一部分用于对外作功。AC等温过程：在等温 过程中，理想气体吸热全部用于对外作功。而功的大小为PV图上过 程曲线下的面积。 本题显然在三个过程中，AB等压过程气体不仅吸热量的一部分转 换为内能的增量，而且对外作功最大，即吸热量最多。 对于所有错误的选择，给出下面的基本概念： 1.1热力学第一定律 一般情况下，当系统的状态发生变化时，系统的内能的改变是做功 和传热的共同结果。实验证明，若系统从外界吸收热量为，系统对外界 做功为，系统内能由初始平衡态的增至结束时平衡态的，则总有下列关 系式成立： 该式表示：系统从外界吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外 做功之和。这一涉及物体内能增量的能量守恒表示式叫热力学第一定 律。 式中的符号通常约定为；为正时表示系统吸热；为负时表示系统放 热。为正时表示系统对外界做功；为负时表示外界对系统做功。 进入下一题： 2. 一定量的理想气体，分别经历如图(1) 所示的abc过程，(图中虚线ac为 等温线)，和图(2) 所示的def过程(图中虚线df为绝热线)判断这两种过 程是吸热还是放热 (A) abc过程吸热，def过程放热 (B) abc过程放热，def过程吸热 (C) abc过程和def过程都吸热 (D) abc过程和def过程都放热 答案：(A) 参考解答： abc过程：气体膨胀对外作功，且始末二态在同一等温线上，根据热力 学第一定律：，即abc过程吸热。 对于df绝热过程： def过程：气体膨胀对外作功，但且始末二态与df绝热过程相同，所以内 能的增量相同，即 根据热力学第一定律：即def过程放热。 对于所有错误选择，进入下一题： 2.1 一定量的理想气体，从pV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 (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 答案：(B) 参考解答： 对于ab绝热过程： (1)过程：气体膨胀对外作功，但且始末二态与ab绝热过程相同，所以内 能的增量相同，即根据热力学第一定律：即(1)过程放热。 (2) 过程：气体膨胀对外作功，但且始末二态与ab绝热过程相同，所以 内能的增量相同，即根据热力学第一定律：即(2)过程吸热。 对于所有错误选择，进入下一题： 2.1.1 一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了则根据热力学 定律可以断定：该理想气体系统的内能增加了以上断言是 (A) 正确的。 (B)不正确的。 答案：(A) 参考解答： 内能公式： E = CvT，对任意过程均成立。 一定量的理想气体，若经历某过程后，温度升高，即 则E = CvT0, 所以其内能一定增加。 进入下一题： 3. 1mol理想气体从pV图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达 末态b已知Ta Q20 (B) Q2 Q10 (C) Q2 0。 选择(B)，进入下面的分析： 你的解答用了绝热过程方程：T V -1 = 恒量 体积增加，温度T降低。 请思考下面的问题： T V -1 = 恒量的绝热过程（式中 为比热容比）是否可用于理想气体自 由膨胀的过程？为什么？ 参考解答： T V -1 = 恒量的绝热过程不适用于理想气体自由膨胀的过程 这是因为：该方程只适用于准静态绝热过程，而理想气体的自由膨 胀过程虽然是绝热的，但并非准静态的 进入下一题： 4. 一定量气体经历绝热自由膨胀，既然是绝热的，即dQ = 0，那么熵变 也应该为零。对吗？为什么？ 参考解答： 不对。因为