大学物理热力学基础习题与解答

.,大学物理热力学基础,.,C,选择题1.有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分子）,它们的压强和温度都相等。现将5J的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是（A）6J（B）5J（C）3J（D）2J,.,2.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：（A）等容降压过程（B）等温膨胀过程（C）绝热膨胀过程（D）等压压缩过程（）,D,.,3.对于室温下的双原子分子理想气体，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W/Q等于：（A）1/3（B）1/4（C）2/5（D）2/7（）,D,.,4热力学第一定律表明：（A）系统对外所作的功小于吸收的热量；（B）系统内能的增量小于吸收的热量；（C）热机的效率小于1；（D）第一类永动机是不可能实现的。（）,D,.,A,5.如图所示，一定量理想气体从体积为V1膨胀到V2，AB为等压过程，AC为等温过程，AD为绝热过程，则吸热最多的是：（A）AB过程（B）AC过程（C）AD过程（D）不能确定,.,C,6.根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的：（A）热量能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；（B）功可以全部变为热，但热不能全部变为功；（C）气体能够自由膨胀，但不能自由压缩；（D）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能够变为有规则运动的能量。,.,B,7.一定量理想气体，沿着图中直线状态从a变到状态b，则在此过程中（A）气体对外作正功，向外界放出热量；（B）气体对外作正功，从外界吸热；（C）气体对外作负功，向外界放出热量；（D）气体对外作正功，内能减少。,.,D,（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,8.如图，一卡诺机由原来采用循环过程abcda改为采用循环过程，则循环过程的,.,传热,做功,温度的变化,过程,填空题1.要使一热力学系统的内能增加，可以通过或两种方式，或者两种方式兼用来完成。理想气体的状态发生变化时，其内能的增量只决定于，而与无关。,.,124.7,-84.35,2一气缸内储有10mol单原子分子理想气体，在压缩过程中，外力做功209J，气体温度升高1K，则气体内能的增量E为J，吸收的热量Q为J。,.,1/2,2,3.16g氧气在400K温度下等温压缩，气体放出的热量为1152J，则被压缩后的气体的体积为原体积的倍，而压强为原来压强的倍。,.,4一定量的氧气，经绝热压缩过程，体积变为原来的五分之一，若初始温度为，压强为，则压缩后的压强为，温度为K。,9.52,571,.,5某理想气体在p-V图上等温线与绝热线相交于A点，如图。已知A点的压强，体积，而且A点处等温线斜率与绝热线斜率之比为0.714。现使气体从A点绝热膨胀至B点，其体积，B点处的压强为。,7.58104Pa,.,6一定量的理想气体从同一初态A出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到V2。在上述三种过程中，过程对外作功最多；过程对外作功最少，过程内能增加；过程内能减少。,等压,等压,绝热,绝热,.,卡诺,25%,7.以一定量的理想气体作为工作物质，在P-T图中经图示的循环过程。图中ab及cd为两个绝热过程，则循环过程为循环，其效率为。,.,320K,8.一卡诺热机在每次循环中都要从温度为400K的高温热源吸热418J，向低温热源放热334.4J，低温热源的温度为。如果将上述卡诺热机的每次循环都逆向地进行，从原则上说，它就成了一部致冷机，则该逆向卡诺循环的致冷系数为。,4,.,计算题11mol氢气，在压强为1atm，温度为20oC时，体积为V0.现使氢气分别经如下过程到达同一末态。（1）先保持体积不变，加热使其温度升高到80oC，然后令其作等温膨胀，直至体积变为原体积的两倍；（2）先使其作等温膨胀至体积为原体积的两倍，然后保持体积不变，加热到80oC.试分别求出上述两个过程中气体的吸热，做功和内能的增量，并作出P-V图（氢气可视为理想气体）。,.,20C,80C,.,解,（1）,等容过程,等温过程,.,（2）,等温过程,等容过程,.,2.一定量的单原子分子理想气体，从A态出发经过等压过程膨胀到B态，又经过绝热过程膨胀到C态，如图所示。试求这全过程中，该气体对外所做的功、内能的增量以及吸收的热量。,解,全过程：,由图得，,.,3.图所示，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，最后经过等温过程而完成一个循环。求该循环过程中系统对外做的功A和吸收的热量Q.,.,解：设状态c的体积为V2,由于a,c两状态的温度相同,在bc等压过程中功,故,循环过程,而在ab等容过程中功,.,在ca等温过程中功