NO.6热力学基础答案

1、大学物理C作业班级学号姓名成绩NO.6热力学基础一选择题1气体经过如PV图中所示的三个过程abc,adc,aec由a到c,则各过程（A）（C）（D）解：吸热相等（B）对外做功相等吸热和做功都不相等,但内能变化相等吸热、做功及内能变化都不相等功和热量都是过程量,都与过程有关,三个过程abc,adc,aec不相同,因此吸热和做功都不相等。内能是温度的单值函数,是状态函数,只与初态、末态有关,因三个过程abc，adc，aec都是由a到c，所以内能变化相2一定量的理想气体,经过某过程后,它的温度升高了,由热力学定律可断定（1）该理想气体系统在此过程中吸了热（2）在此过程中外界对系统做了正功（3）该理想

2、气体系统内能增加了（4）在此过程中系统从外界吸了热，又对外做了正功（A）（1）（3）正确（B）（2）（3）正确（C）（3）正确（D）（3）（4）正确（E）（4）正确C解：内能是温度的单值函数，温度升高只能说明内能增加了。而功和热量都与过程有关，不能只由温度升降而判断其正负。3.如图所示，工质经alb和b2a构成的一循环过程,已知在a1b过程中，工质与外界交换的静热量为Q，b2a为绝热过程，循环包围的面积为A,则此循环效(A)AQ(B)AQB(D)1(T1,T2为循环过程中的最高和最低温度)1A净Q+Q2解：此循环效率为1Q耳二1Q1由热力学第二定律的开尔文表述，热机不能从单一热源吸热而对外做功

3、，该循环的效率应小于生。Q4已知孤立系统B态的熵SB小于A态的熵SA，即SBVSA则A)系统可由A态到B态(B)系统可由B态到A态对不可逆过程，可由A态变为B态，也可由B态变为A态上述说法都不对解：由克劳修斯熵公式AS=S-S=fBdQ可逆0，BAAT等号适用于可逆过程，不等号适用于不可逆过程。孤立系统内发生可逆过程时，系统的熵保持不变，发生不可逆过程时，系统的熵增加。im5.甲说：“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1”乙说：“热力学第二定律可表述为效率等于100的热机不可能制造成功”丙说：“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于1(T/T)”丁说：“由热力学第一定律可证

4、明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效2率等1于”对21以上说法，有如下几种评论，哪种是正确的？(A)甲、乙、丙、丁全对(B)甲、乙、丙、丁全错(C)甲、乙、丁对，丙错(D)乙、丁对，甲、丙错222D解：热力学第一定律的数学表达式为Q=+A，又可以表述为：第一类永动机是不可能实现的。第一类永动机是系统从某初态出发，不断地经历状态变化又回到原状态，过程中不需要外界提供能量而能不断对外做功的永动机。即辽=。，Q=。，A0。因此甲说法错误。由热力学第二定律的卡尔文表述可知，乙说法正确。丙说法和丁说法对比，以及卡诺定理可知，丙说法错误，丁说法正确。二填空题1一定量的理想气体，在pv图中，等温线和绝热线交

5、点处两线的斜率比为0.714，则其等体摩尔热容CV等于20775J/molK）。解：假设等温线和绝热线交点为A点，则等温线的斜率为亚“dT=0VA绝热线的斜率为（亚）VA因两线的斜率比为0.714，则丄Y=0.714nY=14TOC o 1-5 h zCC+R（）Y=p=”nC=20.775J/molK）CCvvv2压强、体积和温度都相同的氢气和氦气（均视为刚性分子的理想气体），它们的质量之比叫：叫=1:2，它们的内能之比E1：E2=5:3，如果它们在等压过程吸收了相同的热量，则它们对外做功之比A1：A2=5:7（各量下标1表示氢气，2表示氦气）解：（1）由止=Mr可知：mmm卩2x10-31

6、,L-T卩m卩4x10-321222(2)由E=m1RT可知：E1-i52Ei3（3）由Q=MC&_T）=i2p（V_V）因等压过程中吸收相同p卩p21221的热量有三p(V22p(v，V)即21-V2ffV21+2i+21又等压过程做功A=p(V-V)21可知：AVV1=21A2V-V221i+25=-2=i+2713图示中的MT为等温线，MQ为绝热线，在AM,BM,CM三个准静态过程中（1）温度降低的是AM过程（2）气体放热的是AM、BM过程解：（1）因为MT为等温线，所以，TATm,AM为降温过程。因为MQ是绝热线，AM和BM外界做功比MQ多,且A0，辽0，但外界做功比QM过程多，内能增

7、量比QM过程又少，所以由热力学第一定律Q=A+AEV0，BM也是放热过程。41mol理想气体（设y=Cp/Cv为已知）的循环过程如下TV图所示，其中CA为绝热线，A点的状态参量（耳，V”和B点的状态参量（T1，V2）为已知，试求C点的状态参量VC=-TC=PC=解由根据p-V相图知V=V=VC由绝热过程方程：B2TVY-1=恒量，TV丫-1=TV丫-1夕11C2pCRTCVCT1状态方程：P-ApVCCTCRT1V2、丫-1。5熵是热力学系统的无序性的定量量度，若一定量的理想气体经历一个等温膨胀过程，它的熵将增加(填“增加”“减少”或“不变”C;V(m3)28三计算题P(Pa)a1一定量的单原

8、子分子气体，从A态出发经等压过程膨胀到B态,又经绝热过程膨胀到C态，如图所示，试求这全过程中气体对外所做的功、内能的增量及吸收的热量3mol温度为T0=273K的理想气体，先经等温过程体积膨胀到原来的5倍,然后等容加热，使其末态的压强刚好等于初始压强，整个过程中传给气体的热量为8X104J。试画出此过程的PV曲线，并求这种气体的比热容比y=Cp/Cv值。解：过程曲线如右图所示。由初态和末态压强相等可知仃=工,等温过程：&E=0，T5VQA3RTIn叶3RTTT0V0等容过程：a0,VQ3C（5T-T）=12TCVV00又QQ+Q12TCVT0V+3RTIn5得0Q-3RTln5012T08x104-3x8.31x273xln512x27300V21.1mol-1-K-1CC+R21.1+8.31YpV1.39CC21.1VV3卡诺机（可逆的），当高温热源温度为127C、低温热源温度为27C时，其每次循环对外做净功8000J。今维持低温热源的温度不变,提高高温热源温度,使其每次循环对外做净功10000J,若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求：（1）第二个循环热机的效率（2）第二个循环的高温热源的温度解：（1）TAA叶=12净tQ净tq1n118000（）,32000J丿3001一400Q