大学物理第12单元 热力学基础

第12单元 热力学基础一、选择题【C】1如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程(A)是平衡过程，它能用p-V图上的一条曲线表示(B)不是平衡过程，但它能用p-V图上的一条曲线表示(C)不是平衡过程，它不能用p-V图上的一条曲线表示(D)是平衡过程，但它不能用p-V图上的一条曲线表示【B】2两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体），开始时它们的压强和温度都相等。现将6 J热量传给氦气，使之升高到一定温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量: (A) 6 J (B) 10 J (C) 12 (D) 5 J 【C】3. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的 (A)n倍 (B)n-1倍(C)倍 (D)倍【D】4如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda 增大为abcda， 那么循环abcda与abcda所作的功和热机效率的变化情况是：(A) 净功增大，效率提高 (B) 净功增大，效率降低(C) 净功和效率都不变 (D) 净功增大，效率不变【A】5如图所示，一定量理想气体从体积膨胀到体积分别经历的过程是：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【B】6一个绝热容器，用质量可忽略的绝热板分成体积相等的两部分。两边分别装入质量相等、温度相同的H和O。开始时绝热板P固定，然后释放之，板P将发生移动（绝热板与容器壁之间不漏气且摩擦可以忽略不计）。在达到新的平衡位置后，若比较两边温度的高低，则结果是(A) H比O温度高(B) O比H温度高(C) 两边温度相等, 且等于原来的温度(D) 两边温度相等, 但比原来的温度降低了 【B】71 mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A、B两态的压强、体积和温度都知道，则可求出：(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【A】8.一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了则根据热力学定律可以断定(1)该理想气体系统在此过程中可能吸了热；(2)在此过程中外界对该理想气体系统做了正功；(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一定从外界吸了热，又对外做了正功。以上正确的说法是：(A) (1)、(3)(B) (2)、(3)(C) (3)(D)(3)、(4)【解析】一定质量的理想气体的内能只跟温度有关，该气体的温度升高了，说明其内能一定增加了，U为正值，根据热力学第一定律U=W+Q可知，该理想气体系统在此过程中可能吸了热，也可能外界对气体做了正功故(1)、(3)正确，(2)、(4)错误。二、填空题1一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统不随时间变化的三个宏观量是 ，而随时间不断变化的微观量是 。【答案】体积、温度和压强；分子的运动速度、动量和动能2不规则地搅拌盛于良好绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则：(1) 外界传给系统的热量 零；(2) 外界对系统作的功 零；(3) 系统的内能的增量 零。（填大于、等于、小于）【答案】等于；大于；大于3.常温常压下，一定量的某种理想气体（可视为刚性分子自由度为i），在等压过程中吸热为Q，对外界作功为A，内能增加为E，则 ， 。【答案】； 4.刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为A，则传递给气体的热量为 。【答案】5.1 mol的双原子分子理想气体，从状态变化至状态，如图所示。此过程气体对外界作功为 , 吸收热量为 。【答案】；三、计算题1.一定量的理想气体，经如图所示的过程由状态a变为状态c(ac为一直线)，求此过程中(1)气体对外做的功；(2)气体内能的增量；(3)气体吸收的热量。 解：（1）气体对外做功为：（2）气体内能的增量： （3）气体吸收的热量： 2.1mol理想气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环(可逆的)。在400K的等温线上起始体积V1=0.001m3，终止体积V2=0.005m3。试求此气体每一个循环中：(1)从高温热源吸收的热量Q1；(2)气体所作的净功A；(3)气体传给低温热源的热量Q2。解：(1) 从高温热源吸收的热量(2) ，(3) ，或者：， 3. 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体状态 A 的温度为 T A =300K，求：气体在状态 B 、 C 的温度；各过程中气体对外所作的功；经过整个循环过程