热力学作业老师用含答案

1、班级 姓名 学号 一、填空题1一卡诺热机的低温热源温度为280K，效率为40，若使效率提高到50而保持低温热源的温度不变，高温热源温度必须增加 93.3 K。解： 解得 210 mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外力作功209 J，气体温度升高1 K，则气体内能的增量E为 124.7 J。气体吸收的热量Q为 -84.3 J。解： 3一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为 10，室温为15。若按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗103 J的功。可以从冷冻室中吸出 1.05×104 J 的热量 。解： 可得 4一理想气体经历一次卡诺循环对外作功1000 J，卡诺循环的高温热源温度T

2、1 = 500 K，低温热源的温度T2 = 300 K，则在一次循环过程中，在高温热源处吸热Q1 = 2500 J；在低温热源处放热Q2 = 1500 J。解： 可得 ； 51摩尔的单原子理想气体，在等体过程中温度从27加热到77，则吸收的热量为 623.25 J。解：6一定量的空气吸收了1.71×103J的热量，并保持在1.0×105Pa下膨胀，体积从1.0×10-2m3增加到1.5×10-2m3，则空气对外界做的功为 500 J；空气的内能改变了 1.21×103 J。解：等压过程的功： 70.014千克的氮气在标准状态下，经等温过程压缩为

3、原体积的一半，则气体放出的热量为 786 J。 (设氮气可看作理想气体)解：二、选择题1热力学第一定律适用于（ D ）（A）准静态过程； （B）初、末态为平衡态的一切过程； （C）理想气体经历的一切过程； （D）一切热力学系统的任意过程。2一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了，则可以断定的是（ B ）（A）外界在此过程中对该系统作了正功； （B）在此过程中，该系统的内能增加了；（C）该系统在此过程中作了功； （D）在此过程中系统既从外界吸了热，又对外作了正功。解：因为理想气体的内能仅仅与温度有关VbpV2V1acdO3一定量理想气体分别经过等压、等温和绝热过程从体积V1膨胀到体积V2

4、，如图所示，则下述正确的是（ D ）（A）ac过程吸热最多，内能增加； （B）ad过程内能增加，作功最少； （C）ab过程吸热最多，内能不变； （D）ac过程对外作功，内能不变。解：ab等压，ac等温，ad绝热 做功大小为曲线下方的面积：故 ad绝热，所以内能减少，对外做功以消耗内能为代价的，故B错 ab等压，温度升高，故内能增加，故C错 ac等温，温度不变，故内能不变，故A错TEOA4某一定量理想气体状态变化时，其内能随温度的变化关系如图中的OA直线所示，则气体的状态变化过程一定是 （ D ）（A）等压过程； （B）等体过程；（C）绝热过程； （D）上述过程都有可能。解：由理想气体内能公式

5、知， 内能与温度成线性关系 与状变化过程无关5在下列说法中，正确的是 （ C ） （A）物体的温度愈高，则热量愈多； 温度与热量无关，温度是状态量而热量是过程量 （B）物体在一定状态时，具有一定的热量； 热量是过程量，与状态无关 （C）物体的温度愈高，则其内能愈大； （D）物体的内能愈大，则具有的热量愈多。 同上VpOcab126如图所示，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2 a是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是 ( D )（A）b1a过程放热，作负功，b2 a过程放热，作负功；（B）b1a过程放热，作正功，b2 a过程吸热，作正功；（C）b1a过程吸热，作正功，b2 a过

6、程吸热，作负功；（D）b1a过程吸热，作负功，b2 a过程放热，作负功。各过程气体体积都是变小，气体被压缩，故气体做负功。排除B、C7如图所示，理想气体在的过程中，应是（ D ）OVp绝热线（A）气体从外界吸热，内能增加； （B）气体从外界吸热，内能减少； （C）气体向外界放热；内能增加； （D）气体向外界放热，内能减少。解：由绝热线可知，绝热过程对外做功，以消耗内能为代价，内能减少，故温度降低。 而 故 故放热8一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，每经历一个循环过程吸热2000 J，则对外作功（ B ）（A）2000 J； （B）1000 J； （C）40

7、00 J； （D）500 J。解：pEOba9某一定量理想气体状态变化时，其内能随压强的变化关系如图中直线ab所示，则a到b的状态变化过程一定是（ B ）（A）等压过程； （B）等体过程；（C）等温过程； （D）绝热过程。解：由理想气体状态方程知 ，E与P 成线性关系，即T与P成线性关系。 即必须体积不变，即等体过程三、计算题1、一摩尔的单原子理想气体，温度从300K加热到350K。其过程分别为体积保持不变和压强保持不变。在这两种过程中：(1) 气体各吸取了多少热量？(2) 气体内能增加了多少？(3) 气体对外界做了多少功？解：已知气体为1 摩尔单原子理想气体 （1）体积不变时，气体吸收的热量

8、 压强保持不变时，气体吸收的热量 （2）由于温度的改变量一样，气体内能增量是相同的 （3）体积不变时，气体对外界做功 压强保持不变时，根据热力学第一定律，气体对外界做功为 2、0.32 kg的氧气作如图所示的循环，设V2 = 2V1，求其循环效率。（氧气的CV = 21.16 J·mol-1·K-1） pOVV1aV2T2 = 200KdT1 = 300K等温等温等容bc等容解： ab 吸热， bc 放热， cd 放热， da 吸热， 循环效率：15 3、2mol 氢气(视为理想气体)开始时处于标准状态，后经等温过程从外界吸取了400 J的热量，达到末态求末态的压强(普适气

9、体常量R=8.31J·mol-2·K-1) 解：在等温过程中 故 ； 标准状态：， T=273K 气体吸收的热量 得 即 等温过程 所以末态压强 4、一定量的刚性理想气体在标准状态下体积为，如图所示。求下列各过程中气体吸收的热量：(1)AB等温膨胀到体积为； (2) 先等体冷却，再等压膨胀到(1)中所到达的终态VP2p2.01.0(1.0×105Pa)OC(×10-2m3)ABP1解：(1)在AB的等温过程中,， ）将，和代入上式，得 (2) AC等体和CB等压过程中 A、B两态温度相同， 又 、如图所示，使 1mol 氧气（1）由A等温膨胀到B；（2）

10、由A等体地变到C，再由C等压地变到B。试分别计算上述两种情况中氧气所做的功和吸收的热量。（注：ln2=0.693 ）V1p212(1.0×105Pa)OC(2.0×10-2m3)AB解：（1）沿AB作等温膨胀过程中，系统作功为 吸收的热量 （2）沿A到C再到B的过程中，系统作功和吸热分别为 6、一定量的理想气体，从A态出发，经图中所示的过程经C再经D到达B态，试求在该过程中，气体吸收的热量解：由图可得A状态： B状态： 因为， 根据理想气体状态方程可知所以气体内能的增量 根据热力学第一定律得 7、一定量的单原子分子理想气体的循环如图所示，ab为等温线，ca为绝热线。设V1 =