2025年大学《能源与环境系统工程-工程热力学》考试备考试题及答案解析

2025年大学《能源与环境系统工程-工程热力学》考试备考试题及答案解析单位所属部门：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.工质在定压过程中吸收热量，其内能的变化（）A.一定增加B.一定减少C.不变D.无法确定答案：A解析：根据热力学第一定律，定压过程的热力学能变化等于焓变减去对外做功。由于工质吸收热量，焓变大于零，且定压过程中对外做功不为零，因此内能一定增加。2.理想气体定温过程中，其内能变化为（）A.正值B.负值C.零D.无法确定答案：C解析：理想气体的内能仅与温度有关，而定温过程中温度不变，因此内能变化为零。3.热机在循环过程中，其效率取决于（）A.高温热源温度和低温热源温度B.工质种类C.热机结构D.热机尺寸答案：A解析：根据卡诺定理，热机效率仅取决于高温热源温度和低温热源温度，与其他因素无关。4.熵是描述系统（）A.热力学能的大小B.无序程度C.做功能力D.温度高低答案：B解析：熵是描述系统无序程度的物理量，熵值越大，系统无序程度越高。5.热力学第二定律的克劳修斯表述为（）A.热量可以自动从低温物体传到高温物体B.不可能从单一热源吸热并全部转化为功C.热机的效率可以达到100%D.熵在孤立系统中总是增加的答案：B解析：克劳修斯表述为热量不可能自动从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。6.气体的绝热过程是指（）A.与外界无热量交换的过程B.等温过程C.等压过程D.等体过程答案：A解析：绝热过程是指系统与外界无热量交换的过程，无论其他参数如何变化。7.理想气体状态方程为（）A.PV=nRTB.P=ρghC.Q=mcΔTD.W=FL答案：A解析：理想气体状态方程为PV=nRT，描述了理想气体的压力、体积、温度和物质的量之间的关系。8.热力学能是（）A.系统做功能力的总和B.系统内部分子动能和势能的总和C.系统吸收热量的多少D.系统对外做功的多少答案：B解析：热力学能是系统内部分子动能和势能的总和，是系统内部储存的能量。9.等压过程中，气体的体积增加，其焓变（）A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定答案：A解析：等压过程中，气体吸收热量导致温度升高，根据焓的定义，焓变大于零。10.热机循环中，回热器的作用是（）A.提高热机效率B.降低热机效率C.增加工质流量D.减少工质流量答案：A解析：回热器可以回收部分排烟热量预热工质，从而提高热机效率。11.理想气体经过一个不可逆绝热膨胀过程，其熵（）A.增加B.减少C.不变D.无法确定答案：A解析：根据热力学第二定律，不可逆过程会导致熵的增加。绝热膨胀过程中没有热量交换，但过程的不可逆性导致系统熵增加。12.工质在定温定压过程中，其焓变等于（）A.热力学能变化B.对外做功C.吸收热量D.熵变化答案：C解析：根据热力学第一定律的定温定压形式，焓变等于吸收的热量。定温过程中内能不变，焓变即为对外做功加上内能变化，但在定压过程中，对外做功即为吸收的热量。13.热力学能和焓都是（）A.状态函数B.过程函数C.强函数D.弱函数答案：A解析：状态函数是指其值仅取决于系统当前状态的物理量，与系统如何达到该状态无关。热力学能和焓都是状态函数。14.理想气体绝热自由膨胀过程，其热力学能变化为（）A.正值B.负值C.零D.无法确定答案：C解析：理想气体绝热自由膨胀过程，系统与外界无热量交换，也不对外做功，根据热力学第一定律，热力学能变化为零。15.热机在循环过程中，从高温热源吸热，向低温热源放热，其效率取决于（）A.吸收的热量多少B.放出的热量多少C.高温热源温度和低温热源温度D.热机工作物质答案：C解析：根据卡诺定理，可逆热机的效率仅取决于高温热源温度和低温热源温度，与其他因素无关。16.熵增原理适用于（）A.可逆过程B.不可逆过程C.循环过程D.等温过程答案：B解析：熵增原理指出，对于孤立系统，不可逆过程会导致熵增加，可逆过程熵不变。对于非孤立系统，需要考虑系统与环境的总熵变。17.热力学第二定律的克劳修斯表述说明（）A.热量不能从低温物体传到高温物体B.热机的效率不可能达到100%C.熵在孤立系统中总是增加的D.热量总是从高温物体传到低温物体答案：A解析：克劳修斯表述为：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。这是对热力学第二定律的一种经典表述。18.理想气体经过一个定温过程，其内能变化为（）A.正值B.负值C.零D.无法确定答案：C解析：理想气体的内能仅与温度有关，而定温过程中温度不变，因此内能变化为零。19.热机效率提高的途径之一是（）A.降低高温热源温度B.提高低温热源温度C.减少散热损失D.增加工质流量答案：C解析：根据热机效率的定义和卡诺定理，提高热机效率的途径包括提高高温热源温度、降低低温热源温度、减少散热损失等。减少散热损失可以直接提高热机对吸收热量的利用效率。20.熵是一个（）A.强度性质B.广延性质C.状态函数D.过程函数答案：C解析：熵是描述系统混乱程度或无序程度的物理量，是状态函数，其值取决于系统的当前状态，与系统如何达到该状态无关。熵是强度性质，即其值与系统的总量无关。二、多选题1.理想气体状态方程适用于（）A.真实气体在低温高压条件下的行为B.理想气体在任意温度和压力下的行为C.理想气体在低温低压条件下的行为D.真实气体在高温低压条件下的行为E.理想气体在绝热过程中的行为答案：BCD解析：理想气体状态方程PV=nRT是描述理想气体宏观性质的方程，其适用条件是气体分子间作用力可忽略，分子本身体积可忽略。这通常在气体温度较高、压力较低时近似成立。因此，它适用于理想气体在低温低压条件下的行为（C），真实气体在高温低压条件下的行为（D），以及理想气体在任意温度和压力下的行为（B）。选项A描述的是真实气体在低温高压条件下的行为，此时分子间作用力和分子体积不可忽略，理想气体状态方程不再适用。选项E描述的是理想气体的一个热力学过程，方程本身适用于过程中的任一平衡状态，但过程特性由热力学第一定律等其他定律描述。2.热力学第一定律的数学表达式为（）A.ΔU=Q-WB.ΔH=QpC.W=FLD.Q=mcΔTE.ΔS=ΔQ/T答案：AB解析：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学系统中的具体体现，其微分形式为dU=dQ-dW，积分形式常表示为ΔU=Q-W，其中ΔU是热力学能的变化，Q是吸收的热量，W是对外做的功。对于定压过程，焓变ΔH等于吸收的热量Qp，这也是热力学第一定律的一种具体表现形式。因此，选项A和B都是热力学第一定律的数学表达式或其推论。选项C是功的计算公式，选项D是热量计算公式，选项E是热力学第二定律的熵表达式。3.提高热机效率的途径有（）A.提高高温热源温度B.降低低温热源温度C.减少散热损失D.采用可逆循环E.增大循环功答案：ABCD解析：根据卡诺定理，可逆热机的效率取决于高温热源温度T_H和低温热源温度T_C，效率公式为η=1-T_C/T_H。因此，提高高温热源温度（A）或降低低温热源温度（B）都可以提高效率。同时，减少循环中的不可逆损失，如散热损失（C），采用更接近可逆循环的工作过程（D），也能提高实际热机的效率。增大循环功（E）并不直接提高效率，效率是有用功与输入热量的比值，单纯增大功而不相应增加热量输入或提高有用功占比，效率不一定提高。4.关于熵，下列说法正确的有（）A.熵是状态函数B.孤立系统的熵在可逆过程中不变C.孤立系统的熵在不可逆过程中增加D.熵是系统混乱程度的度量E.熵具有方向性答案：ABCD解析：熵是热力学状态函数，其值仅取决于系统的当前平衡状态。对于孤立系统，根据热力学第二定律，熵在可逆过程中保持不变（B），在不可逆过程中总是增加（C）。熵可以理解为系统内部粒子无序程度或混乱程度的量度（D）。选项E不正确，熵本身是一个状态参数，描述的是状态的无序程度或能量的分散程度，不具有通常意义上的方向性，虽然熵增原理描述了过程的方向性。5.理想气体定温过程中，下列说法正确的有（）A.内能不变B.焓不变C.对外做功等于吸收的热量D.压力与体积成反比E.熵变等于传递的热量除以温度答案：ACDE解析：对于理想气体，内能仅与温度有关。定温过程即温度不变，因此理想气体的内能不变（A）。根据热力学第一定律定温过程形式ΔU=0，得Q=W。因此，理想气体定温过程中对外做功等于吸收的热量（C）。根据理想气体状态方程PV=nRT，在温度T不变时，压力P与体积V成反比（D）。根据克劳修斯熵方程dS=dQ_rev/T，对于定温可逆过程，熵变dS=Q/T。对于理想气体定温过程，吸收的热量Q在数值上等于对外做的功W，因此定温可逆过程的熵变S_2-S_1=W/T=(PV)_2/(RT)-(PV)_1/(RT)=P_2V_2-P_1V_1/(nRT)=(P_2V_2-P_1V_1)/(P_2V_2)，即S_2-S_1=1，熵变等于传递的热量除以温度（E）。注意选项B，虽然焓H=U+PV，定温时U不变，但PV会变化，因此焓一般也会变化。6.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述等价，它们都指出（）A.热量不能自动从低温物体传到高温物体B.热机的效率不可能达到100%C.孤立系统的熵不可能减少D.不可能从单一热源吸热并全部转化为功E.热量总是从高温物体传到低温物体答案：ACD解析：热力学第二定律的克劳修斯表述是：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。开尔文表述是：不可能从单一热源吸热并使之完全变为功，而不产生其他影响。这两个表述在本质上等价，都指出了自然界中热传递和能量转换的方向性限制。选项A（克劳修斯表述的核心内容）和选项D（开尔文表述的核心内容）是两者共同指出的结论。选项C（孤立系统的熵不可能减少）是热力学第二定律的数学表述（熵增原理）的直接推论，与克劳修斯和开尔文表述等价。选项B（热机效率不可能达到100%）是开尔文表述的直接推论。选项E（热量总是从高温物体传到低温物体）是克劳修斯表述在无外界做功情况下的结果，但并非其绝对表述，因为只要有外界影响（如制冷机），热量也可以从低温物体传到高温物体。7.关于功，下列说法正确的有（）A.功是过程函数B.功是状态函数C.功的传递伴随着能量的转换D.功的符号取决于选定的正方向E.功的绝对值等于力与位移的乘积答案：ACD解析：功是能量传递或转换的一种形式，它是在热力学过程中，系统与外界之间由于存在压强差、温度差或其他推动力而发生的能量交换。功不是系统的一个状态属性，其值取决于系统经历的过程路径，因此功是过程函数（A）。功的符号确实取决于选定的正方向（C）。功的传递本质上是能量的转换（C）。功的计算在简单情况下（如恒力作用下直线运动）等于力与位移的乘积（E，特指有用功或元功），但在一般热力学过程中，功的计算更为复杂，涉及压强、体积变化等因素，但概念上仍是能量转换的量度。状态函数是指其值仅取决于系统当前状态的物理量，功显然不是。8.热力学能的变化量ΔU与下列哪些因素有关（）A.系统的初态和末态B.系统经历的过程C.系统吸收的热量D.系统对外做的功E.系统与外界的能量交换方式答案：AD解析：根据热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W，系统的热力学能变化量ΔU取决于系统在过程中吸收的热量Q和对外做的功W。热量Q和功W都是与过程相关的量，即它们的大小与系统如何从初态变化到末态有关。因此，ΔU不仅取决于系统的初态和末态（A），也取决于系统经历的过程（B）。虽然ΔU等于Q-W，但Q和W本身是与过程路径相关的，因此ΔU也与过程路径有关。选项E中，能量交换方式（如传热或做功）会影响Q和W的具体形式和数值，因此也间接影响ΔU。然而，最核心的决定因素是ΔU=Q-W，即吸收的总热量减去对外做的总功。选项A描述了ΔU的最终结果所关联的状态，但不是决定ΔU大小的直接过程因素。选项B描述了过程特性，影响Q和W。选项C和D是构成ΔU的直接项。9.理想气体经过一个绝热过程，其性质变化可能包括（）A.温度升高B.压力升高C.体积减小D.内能增加E.熵不变答案：ABCD解析：绝热过程是指系统与外界没有热量交换（Q=0）。根据热力学第一定律ΔU=Q-W，绝热过程的热力学能变化ΔU=-W。对于理想气体，热力学能仅与温度有关，ΔU=nC_vΔT。因此，如果系统对外做功（W>0），则ΔU<0，温度降低；如果外界对系统做功（W<0），则ΔU>0，温度升高。同时，根据理想气体状态方程PV=nRT，温度和压力、体积之间存在关系。绝热过程中，如果温度升高（ΔT>0），则压力和体积通常会相应变化以保持方程成立。例如，在绝热压缩过程中（W<0），外界对气体做功，气体内能增加（ΔU>0），温度升高（ΔT>0），气体体积减小（ΔV<0），压力升高（ΔP>0）。反之，在绝热膨胀过程中（W>0），气体内能减少（ΔU<0），温度降低（ΔT<0），气体体积增大（ΔV>0），压力降低（ΔP<0）。因此，绝热过程中温度、压力、体积、内能均可能发生变化。选项E，熵是状态函数，绝热过程不一定是可逆过程。对于孤立系统或可逆绝热过程，熵不变（熵增为零）；但对于不可逆绝热过程（如自由膨胀），孤立系统的熵会增加。因此，熵不一定不变。10.关于焓，下列说法正确的有（）A.焓是状态函数B.焓的变化等于定压过程中的热量传递C.焓是系统内能加上系统压力与体积的乘积D.焓的物理意义在于描述系统在定压过程中的能量变化E.焓在绝热过程中保持不变答案：ABCD解析：焓H是一个热力学状态函数，定义为H=U+PV，其中U是热力学能，P是压力，V是体积。因此，选项A正确。根据热力学第一定律在定压过程中的形式ΔH=Q_p，焓的变化量等于系统在定压过程中吸收或放出的热量。因此，选项B正确。选项C直接给出了焓的定义H=U+PV。选项D指出了焓的重要物理意义，即在恒定压力下，系统吸收或放出的热量等于焓的变化量，这使得焓在许多涉及定压过程的工程计算（如燃烧、相变）中非常有用。选项E不正确，焓是状态函数，其值取决于状态。绝热过程Q=0，但绝热过程通常压力和体积也会变化，因此焓一般也会变化，除非是特殊的绝热定压过程（此时H=U+PV=常数，但这更像是描述一个特定的过程，而非绝热过程的普遍结论）。11.理想气体定压过程中，其性质变化可能包括（）A.温度升高B.内能增加C.体积增大D.熵增加E.压力不变答案：ACD解析：理想气体定压过程是指在压力P不变的情况下，系统发生状态变化。根据理想气体状态方程PV=nRT，在压力P不变时，如果温度T升高，则体积V必然增大（C）；如果温度T降低，则体积V必然减小。温度T的变化方向决定了体积V的变化方向。根据热力学第一定律ΔU=Q-W，定压过程的热力学能变化ΔU=nC_pΔT。因此，如果温度升高（ΔT>0），则内能增加（B）；如果温度降低（ΔT<0），则内能减少。定压过程吸收的热量Q_p=ΔU+W，其中W=PVΔV。定压过程不一定是可逆过程，熵变ΔS=Q_rev/T，其中Q_rev是可逆传热。对于不可逆定压过程，熵会增加（D）。定压过程的压力本来就是恒定的，所以压力不变（E）是过程条件，不是性质变化。12.热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述等价，它们都指出（）A.热量不能自动从低温物体传到高温物体B.热机的效率不可能达到100%C.孤立系统的熵不可能减少D.不可能从单一热源吸热并全部转化为功E.热量总是从高温物体传到低温物体答案：ACD解析：热力学第二定律的克劳修斯表述是：热量不可能自动地从低温物体传到高温物体，而不引起其他变化。开尔文表述是：不可能从单一热源吸热并使之完全变为功，而不产生其他影响。这两个表述在本质上等价，都指出了自然界中热传递和能量转换的方向性限制。选项A（克劳修斯表述的核心内容）和选项D（开尔文表述的核心内容）是两者共同指出的结论。选项C（孤立系统的熵不可能减少）是热力学第二定律的数学表述（熵增原理）的直接推论，与克劳修斯和开尔文表述等价。选项B（热机效率不可能达到100%）是开尔文表述的直接推论。选项E（热量总是从高温物体传到低温物体）是克劳修斯表述在无外界做功情况下的结果，但并非其绝对表述，因为只要有外界影响（如制冷机），热量也可以从低温物体传到高温物体。13.关于理想气体状态方程PV=nRT，下列说法正确的有（）A.它是描述理想气体宏观性质的方程B.它适用于真实气体在任意条件下的行为C.它适用于理想气体在低温高压条件下的行为D.它反映了温度、压力、体积、物质的量之间的关系E.它是描述气体分子微观运动的方程答案：AD解析：理想气体状态方程PV=nRT是热力学中描述理想气体宏观状态的一个基本方程。它表明了理想气体的压力P、体积V、温度T和物质的量n（摩尔数）之间的关系。方程中的比例常数R是理想气体常数。该方程基于理想气体模型，即气体分子间作用力可忽略，分子本身体积可忽略。因此，它主要适用于气体温度较高、压力较低，分子间作用力和分子体积相对较小的条件。选项B错误，真实气体在低温高压条件下，分子间作用力和体积不可忽略，此时理想气体状态方程不再精确适用，需要使用更复杂的真实气体状态方程（如范德华方程等）。选项C错误，理想气体状态方程更适用于低温低压条件。选项E错误，该方程描述的是气体的宏观热力学行为，而不是分子层面的微观运动。14.热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W中，各项的含义及正负号规定与下列哪些因素有关（）A.系统经历的过程B.系统是开放系统还是封闭系统C.热力学能的性质D.功和热量的传递方向E.所选定的正方向答案：ADE解析：热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W是能量守恒定律在热力学系统中的具体体现，其中ΔU是系统热力学能的变化量，Q是系统与外界交换的热量，W是系统对外界做的功。这些项的数值和正负号取决于系统经历的具体过程（A），以及热量和功的传递方向（D）。规定热力学能是状态函数，其变化量ΔU只取决于初态和末态，与过程路径无关（C）。功W和热量Q是过程函数，它们的值与过程路径有关，并且其正负号规定依赖于预先设定的正方向（E）。例如，通常规定系统吸热Q>0，系统放热Q<0；系统对外做功W>0，外界对系统做功W<0。系统是开放系统还是封闭系统（B）主要影响涉及物质交换的情况，但不直接影响上述公式中各项的定义和正负号规定本身（虽然开放系统的能量变化还需考虑物质带入带出的能量）。15.关于定温过程，对于理想气体，下列说法正确的有（）A.内能变化量为零B.焓变化量等于对外做功C.熵变化量等于传递的热量除以温度D.压力与体积成反比E.热量传递必然导致功的输出答案：ACD解析：定温过程是指系统的温度始终保持不变的过程，即ΔT=0。对于理想气体，热力学能U仅是温度的函数，因此定温过程的热力学能变化量ΔU=0（A）。根据热力学第一定律ΔU=Q-W，定温过程ΔU=0，所以Q=W。这意味着在定温过程中，系统吸收的热量等于对外界做的功。根据理想气体状态方程PV=nRT，在温度T不变时，压力P与体积V成反比关系（D）。熵是状态函数，定温可逆过程dS=dQ_rev/T，因此定温可逆过程的熵变化量ΔS=Q/T。对于理想气体的定温过程，吸收的热量Q在数值上等于对外做的功W，因此定温可逆过程的熵变化量ΔS=W/T=(PV)_2/(RT)-(PV)_1/(RT)=P_2V_2-P_1V_1/(nRT)=(P_2V_2-P_1V_1)/(P_2V_2)，即S_2-S_1=1，熵变等于传递的热量除以温度（C）。选项B错误，虽然定温过程Q=W，但焓H=U+PV，定温时U不变，但PV会变化，因此焓一般也会变化，焓变化量不等于对外做功。选项E错误，定温过程中Q=W，热量传递必然导致等量的功输出，这是基于第一定律的定温过程特性，但表述为“必然导致功的输出”略显绝对，更准确的说法是定温过程吸收的热量全部转化为对外做功。16.关于熵，下列说法正确的有（）A.熵是状态函数B.孤立系统在可逆过程中熵不变C.孤立系统在不可逆过程中熵增加D.熵是系统混乱程度的度量E.熵减小的过程违反热力学第二定律答案：ABCD解析：熵是一个热力学状态函数，其值仅取决于系统的当前平衡状态。对于孤立系统，根据热力学第二定律的数学表述（熵增原理），熵在可逆过程中保持不变（B），在不可逆过程中总是增加（C）。熵通常被理解为系统内部粒子无序程度或混乱程度的量度（D）。热力学第二定律的克劳修斯表述等价于熵增原理：孤立系统的熵不可能自发减少。因此，熵减小的过程（ΔS<0）不可能发生在孤立系统中，或者说，孤立系统熵减小的过程违反热力学第二定律（E）。选项A正确，熵是状态函数。选项B正确，孤立系统可逆过程熵不变。选项C正确，孤立系统不可逆过程熵增加。选项D正确，熵与系统混乱程度相关。选项E正确，孤立系统熵减小的过程违反第二定律。17.关于功，下列说法正确的有（）A.功是过程函数B.功的符号取决于选定的正方向C.功的传递伴随着能量的转换D.功的绝对值等于力与位移的乘积E.功是状态函数答案：ABC解析：功是能量传递或转换的一种形式，它是在热力学过程中，系统与外界之间由于存在压强差、温度差或其他推动力而发生的能量交换。功不是系统的一个状态属性，其值取决于系统经历的过程路径，因此功是过程函数（A）。功的符号（正或负）是相对的，取决于人为选定的正方向（B）。例如，系统对外界做功通常规定为正，外界对系统做功规定为负。功的传递（如做功）本质上就是能量的转换（C），功本身是能量的一种表现形式。功的计算在简单情况下（如恒力作用下直线运动）等于力与位移的乘积（力与位移方向相同），但在一般热力学过程中，功的计算更为复杂，涉及压强、体积变化等因素，但概念上仍是能量转换的量度。状态函数是指其值仅取决于系统当前状态的物理量，功显然不是（E）。18.热力学能的变化量ΔU与下列哪些因素有关（）A.系统的初态和末态B.系统经历的过程C.系统吸收的热量D.系统对外做的功E.系统与外界的能量交换方式答案：BD解析：根据热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W，系统的热力学能变化量ΔU取决于系统在过程中吸收的热量Q和对外做的功W。ΔU是状态函数的变化量，它只取决于系统的初态和末态（A），与系统如何从初态变化到末态（即过程路径）无关。然而，公式中的热量Q和功W是与过程相关的量，它们的具体数值取决于系统经历的过程（B）。因此，虽然ΔU只由初末态决定，但其表达式中的Q和W是与过程相关的。选项C（系统吸收的热量）和选项D（系统对外做的功）是构成ΔU表达式中的直接项，因此ΔU与这两个量有关。选项E（能量交换方式）会影响Q和W的具体形式和数值，因此也间接影响ΔU。但最核心的决定因素是ΔU=Q-W。19.理想气体经过一个定压过程，其性质变化可能包括（）A.温度升高B.内能增加C.体积减小D.熵增加E.压力不变答案：ABD解析：理想气体定压过程是指在压力P不变的情况下，系统发生状态变化。根据理想气体状态方程PV=nRT，在压力P不变时，如果温度T升高，则体积V必然增大（C）；如果温度T降低，则体积V必然减小。温度T的变化方向决定了体积V的变化方向。根据热力学第一定律ΔU=Q-W，定压过程的热力学能变化ΔU=nC_pΔT。因此，如果温度升高（ΔT>0），则内能增加（B）；如果温度降低（ΔT<0），则内能减少。定压过程吸收的热量Q_p=ΔU+W，其中W=PVΔV。定压过程不一定是可逆过程，熵变ΔS=Q_rev/T，其中Q_rev是可逆传热。对于不可逆定压过程，熵会增加（D）。定压过程的压力本来就是恒定的，所以压力不变（E）是过程条件，不是性质变化。20.关于焓，下列说法正确的有（）A.焓是状态函数B.焓的变化等于定压过程中的热量传递C.焓是系统内能加上系统压力与体积的乘积D.焓的物理意义在于描述系统在定压过程中的能量变化E.焓在绝热过程中保持不变答案：ABCD解析：焓H是一个热力学状态函数，定义为H=U+PV，其中U是热力学能，P是压力，V是体积。因此，选项A正确。根据热力学第一定律在定压过程中的形式ΔH=Q_p，焓的变化量等于系统在定压过程中吸收或放出的热量。因此，选项B正确。选项C直接给出了焓的定义H=U+PV。选项D指出了焓的重要物理意义，即在恒定压力下，系统吸收或放出的热量等于焓的变化量，这使得焓在许多涉及定压过程的工程计算（如燃烧、相变）中非常有用。选项E不正确，焓是状态函数，其值取决于状态。绝热过程Q=0，但绝热过程通常压力和体积也会变化，因此焓一般也会变化，除非是特殊的绝热定压过程（此时H=U+PV=常数，但这更像是描述一个特定的过程，而非绝热过程的普遍结论）。三、判断题1.理想气体的内能仅与温度有关，与压力和体积无关。（）答案：正确解析：理想气体的分子间作用力被认为为零，其热力学能完全由分子的动能决定，而动能又仅与气体的温度有关。因此，理想气体的内能是温度的单值函数，与压力和体积无关。2.热力学第一定律的数学表达式ΔU=Q-W中，Q和W均为状态函数。（）答案：错误解析：热力学能U是状态函数，其变化量ΔU只取决于初态和末态。而热量Q和功W是过程函数，它们的大小不仅取决于系统的初末状态，还与系统经历的具体过程路径有关。例如，相同的内能变化ΔU，可以通过吸热Q>0和对外做功W>0实现，也可以通过放热Q<0和外界对系统做功W<0实现。3.热力学第二定律的开尔文表述为：不可能从单一热源吸热并使之完全变为功，而不产生其他影响。（）答案：正确解析：热力学第二定律的开尔文表述指出，热机不可能在循环工作中将从一个热源吸收的热量全部转化为功，必须有一部分热量排到低温热源。这正是限制热机效率达到100%的根本原因，即必然存在其他影响（热量排放）。4.孤立系统的熵在可逆过程中可能减少。（）答案：错误解析：根据热力学第二定律的数学表述（熵增原理），孤立系统在可逆过程中，其熵不变，即ΔS=0。熵的增加量等于系统吸收的微小可逆传热dQ_rev除以温度T，即dS=dQ_rev/T。对于可逆过程，dQ_rev=0，则dS=0。因此，孤立系统的熵在可逆过程中保持不变，不可能减少。5.理想气体定温膨胀过程中，系统一定对外做功。（）答案：正确解析：根据理想气体状态方程PV=nRT，在定温过程（ΔT=0）中，如果体积V增大（膨胀），则压力P必然减小。根据功的定义W=∫PdV，在膨胀过程中（dV>0），如果压力P保持不变（定压），则W=PDV>0。对于理想气体定温膨胀，即使压力不是恒定值，只要体积增加，根据状态方程P=nRT/V，压力必然减小，但PV乘积（即W=∫PdV）仍然会大于零，因此系统必然对外做功。6.焓的变化量等于定温过程中的热量传递。（）答案：错误解析：焓H的定义式为H=U+PV。焓的变化量ΔH=ΔU+Δ(PV)。在定温过程（ΔT=0）中，理想气体的内能变化ΔU=0。但对于一般系统或非理想气体，定温过程中体积也可能变化，导致PV项变化，因此ΔH不一定等于零。即使在理想气体定温过程中，虽然ΔU=0，但PV项仍可能变化，所以ΔH=0，但ΔH不等于定温过程的热量传递Q。正确的热力学第一定律定温过程形式为ΔU=Q-W，而ΔH=Q_p=ΔU+PΔV，只有定压过程才满足ΔH=Q_p。7.熵减小的过程不可能自发发生。（）答案：正确解析：根据热力学第二定律的熵增原理，