10-热力学基础习题解答

1、本章要点1 体积功W : PdV2 热力学第一定律QE2 Ei W E WdQ dE dW3.气体的摩尔热容定容摩尔热容cvR2定压摩尔热容Cp (2 1)R迈耶公式Cp=R+C vQ11Q2Q14.循环过程热机效率T2制冷系数5.卡诺循环卡诺热机效率卡诺制冷机制冷系数TiWTi T26. 热力学第二定律定性表述：开尔文表述、克劳修斯表述；热力学第二定律的统计意义;7.熵与熵增原理S=k InWS 心 >0 S S 812(dQ1( T）可逆习题10一、选择题10. A二、填空题1. 15J2. 2/53. 1.6104J4. |W1 | ；|W2|5. J ; J6. 500; 700

2、7. W/R ;7W238. P1V1 ; 09.i 2 i 210. 8.31 J ; J三、计算题1. -700J2. (1) Tc =100 K;Tb= 300 K .(2) WAB 400J ; Wbc = 200 J; Wca =0循环中气体总吸热Q = 200丄3. (1) Wda=- X103J ; (2) Eab= x 104 J ；(3)净功 W= x 103 J ； n = 13 %4. (1)10% ; (2) Wbc 3 10J习题10一选择题1. 1摩尔氧气和1摩尔水蒸气(均视为刚性分子理想气体)，在体积不变的情况下吸收相等(A )温度升高相同，压强增加相同。(C)温

3、度升高相同，压强增加不同。(B) 温度升高不同，压强增加不同。(D)温度升高不同，压强增加相同的热量，则它们的：2. 一定量理想气体，从状态A开始,分别经历等压、等温、绝热三种过程(AB、AC、AD ),其容积由V1都膨胀到2V1，其中 (A) 气体内能增加的是等压过程，气体内能减少的的是等温过程。(B) 气体内能增加的是绝热过程，气体内能减少的的是等压过程。(C) 气体内能增加的是等压过程，气体内能减少的的是绝热过程。(D) 气体内能增加的是绝热过程，气体内能减少的的是等温过程。3. 如图所示，一定量的理想气体，沿着图10-17中直线从状态a(压强p1 = 4 atm，体积V1 =2L )变

4、到状态b (压强p2 =2 atm，体积V2 =4 L ).则在此过程中：(A) 气体对外做正功，向外界放出热量.(C) 气体对外做负功，向外界放出热量.(B) 气体对外做正功，从外界吸热.(D) 气体对外做正功，内能减少.图 10-174. 若在某个过程中，一定量的理想气体的内能 E-p图10-18的原点)，则该过程为：(A) 等温过程(B)等压过程图 10-18E随压强p的变化关系为一直线(其延长线过(C) 等体过程(D)绝热过程5. 在室温条件下，压强、温度、体积都相同的氮气和氦气在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为W(氮)/ W(氦)=.(A ) 5/9( B) 5/7(

5、C) 1/1( D) 9/56. 一定量的理想气体，由初态 a经历a c b过程到达终态 b (如图10-19示)，已知a、b两状态处于同一条绝热线上，则 .(A) 内能增量为正，对外作功为正，系统吸热为正。(B) 内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为正。(C) 内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为负。(D) 不能判断。b>V图 10-19S1和bd图 10-207. 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图10-20中阴影部分)分别为S，则二者大小关系是.(A) SS2(B) S1S2(C) S1S2(D)无法确定8. 在温度分别为 327C和27C的高温热源和低温热源之间

6、工作的热机，理论上的最大效率为。(D) %n倍，则理想气体在一次卡诺循环n 1(D) J 倍n(A) 25 %(B) 50 %(C) 75 %9. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的 中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的1(A) n 倍(B) n-1 倍(C) 一 倍n10. 关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述：(1)功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功。(2 )一切热机的效率都不可能等于1。(3) 热量不能从低温物体向高温物体传递。(4) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的。以上这些叙述.(A )只有(2)、(4)正确。(B)只有(2)、( 3)、(4)

7、正确。(C)只有(1)、(3)、( 4)正确。(D)全部正确。二填空题1. 有两个相同的容器，一个盛有氦气，另一个盛有氧气(视为刚性分子)，开始它们的压强和温度都相同，现将 9J的热量传给氦气，使之升高一定温度，如果使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递热量为 。2. 对于室温条件下的单原子分子气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作之功与从外界吸收的热量之比W/Q等于_。3. 如图10-21所示，理想气体从状态 A出发经ABCDA循环过程回到初态 A，则在一循环中气体净吸收的热量为 _。33m )|W1|,又经绝热膨胀返回原来体积时气Q = ，内能增加了 E =4. 某理想气体等温压缩到给定体

8、积时外界对气体作功 体对外作功 W2|,则整个过程中气体从外界吸收的热量5. 一气缸内贮有10 mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功 209J,气体升温1 K，此过程中气体内能增量为 ，外界传给气体的热量为 (摩尔气体常量 R = J/mol K)6. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200 J.若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热 J;若为双原子分子气体，则需吸热 J.7. 有1 mol刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功W,则其温度变化 T =;从外界吸取的热量Qp=.8. 一定量理想气体，从 A状态(2p1, V1)经历如图10-22所示的直线过

9、程变到 B状态(2p1,V2)，则AB过程中系统作功 W=;内能改变 E=.(其分子可视为刚性分子，自由度为i )，在等压过程中吸热为Q,对外作功为 W,内能增加为 E,则W/Q=. E/Q 10.已知1 mol的某种理想气体(其分子可视为刚性分子),在等压过程中温度上升 1 K ,内能 增加了 J,则气体对外作功为 ，气体吸收热量为 .三计算题1.如图10-23所示,一定量的理想气体经历 a c b过程时吸热500J，则经历acbda过程时,吸 热为多少33、10 m )2.一定量的某种理想气体进行如图Ta= 300 K，求(1)气体在状态 B、C的温度；(3)经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量10-24所示的循环过程.已知气体在状态A的温度为(2)各过程中气体对外所作的功； (各过程吸热的代数和).图 10-243.气缸内贮有36 g水蒸汽(视为刚性分子理想气体 中a b、c d为等体过程，b c为等温过程，),经abcda循环过程如图10-25所示.其d a为等压过程.试求：(2)(4)a b过程中水蒸气内能的增量ab循环效率(1) d a过程中水蒸气作的功Wda(3)循环一周水蒸汽作的