十三章热力学基础作业答案.doc

第十三章 热力学基础 作业题班级： 学号： 姓名： 一 简答题：1、 什么是准静态过程？答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。2、 什么是可逆过程，条件是什么？答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化条件一：无限缓慢的准静态过程；条件二：变化过程没有能量耗散。3、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高单位温度时气体所吸收的热量。不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高单位温度时气体所吸收的热量。摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高单位温度时气体所吸收的热量。两者之间的关系为4、 简证热力学第二定律的两种表述的等效性。答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。反证法：在高温T1和低温T2之间。一，假设开氐说法不对，可以有热机从T1吸热Q1并完全作功W=Q1，用此功推动另一致冷机从低温T2吸热Q2并放热到高温热源T1，放出的热量为Q1+Q2，则总效果为有热量Q2自发从低温T2传至高温T1，克氐说法也不对。二，假设克氐说法不对，可以有热量Q2从低温T1传至高温T1，现有另一热机从T1吸热Q1并对外作功W，同时向T2放热Q2，则总效果为从单一热源吸热并完全做功，开氐说法也不对。综上所述，两种说法等价。证毕。二、选择题1、在恒温水池中，一个气泡缓缓向上升起，在上升过程中（ C ）A.气泡的体积不变,内能减少，放出热量B.气泡的体积缩小,内能不变，放出热量C.气泡的体积增大,内能不变，吸收热量D.气泡的体积不变,内能增加，吸收热量2、对于定量的理想气体，可能发生的过程是（A ）（A ) 等压压缩，温度降低 (B) 等温吸热，体积不变（C）等容升温，放出热量 （D）绝热压缩，内能不变3、“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。”对此说法，有如下几种评论，正确的是( A ) （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。 4、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）分别为和，则两者的大小关系为：（ C ）（A）； （B）；（C）=； （D）无法确定。 5、如图：一绝热容器被隔板K隔开成ab两部分，已知a有一稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态，在此过程中（ B ）( A )气体对外做功，内能减少。 (B) 气体不做功，内能不变。（C）气体压强变小，温度降低。（D）气体压强变小，温度降低。三、填空题1、 质量为64g的氧气，温度从10oC升到60oC，（1）体积不变,气体内能改变_2077.5J_、吸收的热量_2077.5J_；（2）压强不变气体内能的改变_2077.5J_、吸收的热量、_2908.5J_。2、2mol惰性气体，在温度为300K，压强为时，等温地压缩到，气体放出的热量_3456.03J_。3、卡诺定理表明，相同的高低热源间工作任意工作物质的可逆机，都具有 相同的效率 。工作在相同的高温和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能 大于 可逆机的效率。四、计算题1、如图所示为1摩尔氧气的循环过程，求（1）a点的压强；（2）该循环过程所做的功；（3）循环效率。答案：解：先将VT图变为PV图 （1） （2）2、 有1mol的CO2，作如图所示的循环过程，ca为等温过程其中， ，求（1）ab过程吸收的热量， (2)该循环过程内能的变化，（3）循环的效率。答案：（1） （2）（3）3、 2mol的CO2气体作如图所示的循环过程，其中ab过程为等温过程，已知，,，求（1）等温线的温度，（2）循环效率。解：（1）4、一热机在1000K和300K的两热源之间工作。如果高温热源提高到1100K，低温热源降到200K，求理论上的热机效率各增加多少？为了提高热机效率哪一种