大学物理《热学·热力学》复习题及答案.ppt

大学物理热学热力学复习题及答案,1.一定量的理想气体，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)(1)、(3).(B)(2)、(3).(C)(3).(D)(3)、(4).(E)(4).,2.某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：I（abcda）和II（abcda），且两条循环曲线所围面积相等。设循环的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，循环II的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，则,（A）Q.,3.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小（图中阴影部分）分别为S1和S2，则二者的大小关系是：,（A）S1S2；（B）S1=S2；（C）S1S2；（D）无法确定。,4.一绝热容器被隔板分为两半，一半是真空，另一半理想气体，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。,5.用下列两种方法,（1）使高温热源的温度T1升高T；（2）使低温热源的温度T2降低同样的T值。分别可使卡诺循环的效率升高1和2，两者相比：,（A）12（B）12（B）12（C）1=2（D）无法确定哪个大。,9.一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是：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）是AB；（B）是AC;（C）是AD；（D）既是AB也是AC,两过程吸热一样多。,热力学选择题答案；CBBABBABA,10.温度为25C、压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍(1)计算这个过程中气体对外的功.(2)假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍,那么气体对外做的功又是多少?摩尔气体常数,解：（1）等温过程气体对外作功为,（2）绝热过程气体对外作功,11.试证明2摩尔的氦气和3摩尔的氧气组成的混合气体在绝热过程中也有PV=c，而=31/21.(氧气、氦气以及它们的混合气均看作理想气体）.,状态方程：PV=5RT,证：氦氧混合气体的定容热容量,由上两式消去dT,即:,积分得:,绝热过程中用热力学第一定律,12.汽缸内贮有36g水蒸汽(视为理想气体),经abcda循环过程如图所示.其中a-b、c-d为等容过程,b-c等温过程,d-a等压过程.试求:,(1)Wda=?(2)DEab=?(3)循环过程水蒸气作的净功W=?(4)循环效率h=?,(注:循环效率h=W/Q1,W为循环过程水蒸汽对外作的净功,Q1为循环过程水蒸气吸收的热量,1atm=1.013105Pa),解:水的质量,水的摩尔质量,13.一卡诺热机（可逆的）当高温热源温度为127C，低温热源温度为27C时，其每次循环对外作的净功为8000J，今维持低温热源温度不变，提高高温热源的温度，使其每次循环对外作的净功为10000J，若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求：（1）第二个循环热机的效率；（2）第二个循环高温热源的温度。,解：（1）第二个循环热机的效率,又：第二个循环所吸的热,（2）,14.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)气体循环一次做的净功；(3)证明TaTc=TbTd。,所吸热为,解：（）过程ab和bc为吸热过程。,(2)气体循环一次做的净功为图中矩形面积,(3)证明TaTc=TbTd,15.如图示，有一定量的理想气体，从初状态a（P1,V1）开始，经过一个等容过程达到压强为P1/4的b态，再经过一个等压过程达到状态c,最后经等温过程而完成一个循环，求该循环过程中系统对外作的功W和净吸热量Q。,解：设状态C的体积为V2，则由a、c两状态的温度相同，故有，,又：循环过程,而在ab等容过程中功,在bc等压过程中功,在ca的过程,在整个循环过程系统对外作的功和吸收的热量为,负号说明外界对系统作功、系统对外放热。,16.汽缸内有2mol氦气（He）,初始温度为27C,体积为20升。先将氦气定压膨胀,直至体积加倍,然后绝热膨胀,直至回复初温为止,若把氦气视为理想气体,试求：（1）在P-V图上大致画出气体的状态变化；（2）在这过程中氦气吸热多少？（3）氦气的内能变化是多少；（4）氦气所作的总功是多少？,17.0.02kg的氦气（视为理想气体）,温度由17C升为27C,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、外界对气体作的功。,18.一定量的刚性双原子分子气体,开始时处于压强为P0=1.0105Pa,体积为V0=410-3m3,温度为T0=300K的初态,后经等压膨胀过程温度上升到T1=450K,再经绝热过程温度将回到T2=300K,求整个过程中对外作的功?,19.一定质量的理想气体,由状态a经b到达c,（如图,abc为一直线）求此过程中。（1）气体对外做的功；（2）气体内能的增加；（3）气体吸收的热量；(1atm=1.013105Pa).,20.1mol单原子分子理想气体的循环过程如T-V图所示，其中C点的温度为Tc=600K.试求：,（1）ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量；,（2）经一循环系统所作的净功；,（3）循环的效率。,（注：循环效率h=W/Q1，W为循环过程系统对外作的净功，Q1为循环过程系统从外界吸收的热量，1n2=0.693）,解：单原子分子的自由度i=3。从图可知，ab是等压过程，,（2）,（3）,21.一定量的理想气体经历如图所示的