第10章热力学基础

1、 第10章 热力学基础1、 选择题1. 两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，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同，现将3 J热量传给氨气，使之升高到一定的温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为 (A)6 J (B)3 J (C)5 J （D）l0 J 2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高 (D) 以上说法都不对 3. 有关热量, 下列说法中正确的是 (A) 热是一种物质 (B

2、) 热能是物质系统的状态参量 (C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D) 热传递是改变物质系统内能的一种形式 4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 (A) 功是能量变化的一种量度 (B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量(C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外做的功也不一样(D) 系统具有的能量等于系统对外做的功 5. 1mol理想气体从初态(T1, p1, V1 )等温压缩到体积V2, 外界对气体所做的功为 (A) (B) (C) (D) 6. 物质的量相内能同的两种理想气体, 一种是单原子分子气体, 另一种是双原子分子气体, 从同一状态开始经等体升压到原来

3、压强的两倍在此过程中, 两气体 (A) 从外界吸热和内能的增量均相同 (B) 从外界吸热和内能的增量均不相同 (C) 从外界吸热相同, 内能的增量不相同 (D) 从外界吸热不同,的增量相同 7. 理想气体由初状态( p1, V1, T1）绝热膨胀到末状态( p2, V2, T2)，对外做的功为 (A) (B) (C) (D) 8. 提高实际热机的效率, 下面几种设想中不可行的是 (A) 采用摩尔热容量较大的气体作工作物质 (B) 提高高温热源的温度 (C) 使循环尽量接近卡诺循环 (D) 力求减少热损失、摩擦等不可逆因素 9. 关于热运动规律，下列说法中唯一正确的是 (A) 任何热机的效率均可

4、表示为 (B) 任何可逆热机的效率均可表示为 (C) 一条等温线与一条绝热线可以相交两次 (D) 两条绝热线与一条等温线可以构成一个循环 10. 一台工作于温度分别为327和27的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历 一个循环吸热2 000 J，则对外作功 (A)2 000 J (B)1 000 J （C）4 000 J (D)400 J 二、填空题1.不等量的氢气和氦气从相同的初态作等压膨胀, 体积变为原来的两倍在这过程中, 氢气和氦气对外做的功之比为 2. 1mol的单原子分子理想气体, 在1atm的恒定压力下从273K加热到373K, 气体的内能改变了 3. 两个相同的容器, 一个装

5、氢气, 一个装氦气(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, 使之温度升高若使氢气也升高同样的温度, 则应向氢气传递的热量为 4. 一卡诺机(可逆的)，低温热源的温度为，热机效率为40%，图1其高温热源温度为 K今欲将该热机效率提高到50%，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加 K 5. 一定量的理想气体，从A状态经历如图1所示的直线过程变到B状态，则AB过程中 系统做功_, 内能改变E_图2 6. 一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3) 绝热过程其中：_过程气体对外

6、做功最多；_过程气体内能增加最多；_过程气体吸收的热量最多 7. 如图2所示，已知图中两部分的面积分别为S1和S2(1) 如果气体的膨胀过程为a1b，则气体对外做功W_； 如果气体进行a1b2a的循环过程，则它对外做功W_ 8. 将热量Q传给一定量的理想气体，(1) 若气体的体积不变，则其热量转化为 ；(2) 若气体的温度不变，则其热量转化为 ；(3) 若气体的压强不变，则其热量转化为 三、计算题 1. 气缸内贮有2.0mol的空气，温度为27，若维持压强不变，而使空气的体积膨胀到原体积的3倍，求空气膨胀时所作的功 2. 一定量的空气，吸收了1.71103J的热量，并保持在1.0105 Pa下

7、膨胀，体积从1.010-2 m3增加到1.510-2 m3，问空气对外作了多少功?它的内能改变了多少? 3 . 0.1kg的水蒸气自120加热升温至140。问：（1）在等体过程中；（2）在等压过程中，各吸收了多少热量?根据实验测定，已知水蒸气的摩尔定压热容，摩尔定容热容。 4. 一压强为1.0105 Pa，体积为1.010-3 m3的氧气自0加热到100，问：（1）当压强不变时，需要多少热量?当体积不变时，需要多少热量?（2）在等压或等体过程中各作了多少功?图3 5. 空气由压强为1.52105 Pa，体积为5.010-3 m3，等温膨胀到压强为1.01105 Pa，然后再经等压压缩到原来的体

8、积，试计算空气所作的功？6. 比热容比1.40的理想气体，进行如图3所示的abca循环，状态a的温度为300 K (1) 求状态b、c的温度； (2) 计算各过程中气体所吸收的热量、气体所做的功和气体内能的增量; (3) 循环效率 7. 某种单原子分子的理想气体作卡诺循环，已知循环效率，试问气体在绝热膨胀时，气体体积增大到原来的几倍? 第10章 热力学基础答案一、选择题1.C;(2)A ;3 D ;4. D ;5.B;6. B ;7.C ;8.A .;9.A ;10. D 。.二、填空题1. 1:1 ;2. 1247 J ;3. 10 J; 4. 500, 100; 5. ; 6. ;7. 等

9、压，等压，等压；8. ；9. (1) 气体内能；(2) 气体对外做功；(3) 内能和对外做功。三、计算题1. 解 本题是等压膨胀过程，气体作功根据物态方程，气缸内气体的压强则作功为 2. 解 由于气体作等压膨胀，气体对外作功可由得 取该空气为系统，根据热力学第一定律可确定其内能的改变为 3. 解 （1）由热力学第一定律，在等体过程中所以 （2）在等压过程中，吸收的热量为 4.解 氧气的摩尔数为查表知氧气的定压摩尔热容，定体摩尔热容（1） 求等压过程氧气(系统)吸热 等体过程氧气(系统)吸热 （2）两种方法求作功值 利用公式求解在等压过程中，积分得 而在等体过程中，因气体的体积不变，故作功为 利用热力学第一定律求解，氧气的内能变化为 由于在（1）中已求出，则由热力学第一定律可得在等压、等体过程中所作的功分别为， 5. 解 空气在等温膨胀过程中所作的功为 空气在等压压缩过程中所作的功为 利用等温过程关系，则空气在整个过程中所作的功为 6. 解：(1) ca等体过程有 所以 Kbc等压过程有 所以 K (2) 气体的物质的量为 由 可知气体为双原子分子气体，故 ca等体吸热过程 bc等压压缩过程