第八章热力学基础习题解答

第8章热力学基础

8.13 一系统由如图所示的状态a 沿abc 到达c ，吸收了350J 的热量同时系统对外做功126J 。

（1）如经adc 过程，系统对外做功42J ，问系统吸热多少？

（2）当系统由状态c 沿曲线ac 回到状态a 时，外界对系统做功为84J ，问系统是吸热还是放热，在这一过程中系统与外界之间传递的热量为多少？

解（1）当系统由状态a 沿abc 到达c 时，根据热力学第一定

律，吸收的热量Q 和对外所做的功W 的关系是：Q = ΔE + W ，

其中ΔE 是内能的增量．Q 和W 是过程量，也就是与系统经历

的过程有关，而ΔE 是状态量，与系统经历的过程无关。

当系统沿adc 路径变化时，可得：Q 1 = ΔE 1 + W 1，这两个过程的内能的变化是相同的，即：ΔE 1 = ΔE= Q –W ，则系统吸收的热量为：Q 1 = Q – W + W 1 =350–126+42= 266J 。

（2）当系统由状态c 沿曲线ac 回到状态a 时，可得：Q 2 = ΔE 2 + W 2，

其中，ΔE 2 = –ΔE ，W 2 = –84J ，可得：Q 2 = –(Q – W ) + W 2 =–(350–126) –84=–308J ，可见：系统放出热量，传递热量的大小为308J 。

8.14 一气缸内贮有10mol 的单原子理想气体，外力压缩气体做功209J ，气体温度升高1℃。试计算气体内能增量和所吸收的热量。

解单原子分子的自由度为i = 3，1mol 理想气体内能的增量为

E R T ?=

?=38.3112??=12.465J

10mol 气体内能的增量为124.65J ．

气体对外所做的功为W = -209J ，所以气体吸收的热量为

Q = ΔE + W =124.65-209= -84.35J

8.15 一圆柱形汽缸的截面积为222.510m -?，内盛有0.01kg 的氮气，活塞重10kg ，外部大

气压为5

110Pa ?，当把气体从300K 加热到800K 时，设过程进行无热量损失，也不考虑摩擦，问（1）气体做功多少？（2）气体容积增大多少？（3）内能增加多少？解（1）系统可以看成等压准静态过程，V

W pdV p V ==??

由理想气体状态方程 '

m pV RT M

得 3

'0.018.31(800300) 1.4810J 2810

m W p V R T M --=?=?=??-=?? （2）因气体压强55

109.810 1.04102.510m g p p Pa S -?=+=+=??活塞由状态方程'

m pV RT M

=可得 23

'0.015008.31 1.421028 1.0410

m T V R m M p -??==??=?? （3）氮气的自由度为5，由理想气体内能公式2

E RT ν=可得内能增加

30.015

8.31500 3.710J 2282

i E R T ν?=?=???=?

习题8.13图

8.16 1mol 氧气由状态1变化到状态2，所经历的过程

如图所示，一次沿1→a →2路径，另一次沿1→2直线路径．试分别求出这两个过程中内能的变化ΔE 、对外界所作的功W 以及系统吸收的热量Q 。

解根据1mol 的理想气体状态方程pV = RT ，可得气体在状态1和2的温度分别为

T 1 = p 1V 1/R 和T 2 = p 2V 2．

氧气是双原子气体，自由度i = 5，由于内能是状态量，

所以其状态从1到2不论从经过什么路径，内能的变化都是

212211()()22

i i

E R T T p V p V ?=

-=-52525(1051021010)2--=???-??= 7.5×103J

系统状态从1→a 的变化是等压变化，对外所做的功为

21()V V W pdV p V V ==-?522210(510110)--=???-?= 8.0×103J

系统状态从a →2的变化是等体变化，对外不做功．因此系统状态沿1→a →2路径变化时，

对外做功为8.0×103J ；吸收的热量为Q = ΔE + W =7.5×103+8.0×103= 1.55×104J

系统状态直接从1→2的变化时所做的功就是直线下的面积，即

21211

()()2

W p p V V =+-= 6.0×103J

吸收的热量为

Q = ΔE + W =7.5×103+6.0×103=1.35×104J

8-17 气缸内贮有2mol 的空气，温度为27℃。若保持压强不变，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。解已知

121'

2,27327300,3m mol T K V V M

==+==，因压强不变，由物态方程有 12

V V T T =，则221113900V T T T K V ===

由等压过程做功公式'

m W p V R T M

=?=

?有 328.31(900300)9.9710J W =??-=?

8.18 容器内贮有3.2g 氧气，温度为300K ，若使它等温膨胀到原来体积的两倍，求气体对外所做的功及吸收的热量。解气体对外所做的功

21 3.218.31300ln 2173J 32V V V

V dV m W pdV RT RT n V M V ν====???=??

因等温过程内能增量为0，所以由热力学第一定律可得气体吸收的热量为173J 。

8.19 64g 氧气的温度由℃升至50℃，（1）保持体积不变；（2）保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收了多少热量？各增加了多少内能？对外各做了多少功？解（1）等体过程中氧气吸收的热量为

3,645

8.31(500) 2.0810J 322

V V m Q C T ν=?=

???-=? 因体积保持不变，所以对外所做的功0W =

m 3

习题8.16图

由热力学第一定律可得内能增量3

2.0810E Q J ?==?

（2）等压过程中氧气吸收的热量为

3,64528.31(500) 2.9110J 322

p p m Q C T ν+=?=

???-=? 因理想气体内能是温度的单值函数，温度增量相同时，内能的增量也相同，所以压强不

变而温度升高50℃时的内能增量和体积不变而升高相同温度时的一样，均为

32.0810J E ?=?

而由热力学第一定律可得等压过程对外所做的功

33(2.91 2.08)100.8310J W Q E =-?=-?=?

8.21 1mol 氢在压强为1.013×105Pa ，温度为20℃时的体积为V 0，今使其经以下两种过程达同一状态：

（1）先保持体积不变，加热使其温度升高到80℃，然后令其作等温膨胀，体积变为原体积的2倍；

（2）先使其作等温膨胀至原体积的2倍，然后保持体积不变，升温至80℃。

试分别计算以上两过程中气体内能的增量、所做的功和吸收的热量，并在同一p-V 图中作出表示两过程的曲线。

解氢气是双原子气体，自由度i = 5，由于内能是状态量，所以不论经过什么路径从初态到终态，内能的增量都是

21()2

E R T T ?=

-= 1.2465×103J （1）气体先做等体变化时，对外不做功，而做等温变化时，对外所做的功为

318.31353ln 22.033310J

V V V dV

W RT RT n V V ===??=??

所吸收的热量为

Q 2 = ΔE + W 2 = 3.2798×103J ．

（2）气体先做等温变化时，对外所做的功为

318.31273ln 21.687710J

V V V dV

W RT RT n V V ===??=??

所吸收的热量为

Q 1 = ΔE + W 1 = 2.9242×103J

从以上结果可知，气体在高温下做等温膨胀时，吸收的热量多些，p-V 曲线图下面的面积也大一些。

8.22 0.02 kg 的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，(1) 体积保持不变；(2) 压强保持不变；（3）不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所做的功。

解氦气的自由度数i =3，物质的量'20054

m mol M ν===，温度的增量

2130029010T T T K ?=-=-=

（1）等体升温过程体积不变，做功W =0，吸收的热量与内能增量相等，即

58.3110623J 22

i Q E R T ν

=?=?=???= （2）等压升温过程吸收的热量为

3,2125

()58.3110 1.0410J 22

p m i Q C T T R T νν

+=-=?=???=? 内能的增量只与温度的变化有关，故等压过程内能增量和等体过程相同，均为623J E ?= 由热力学第一定律可得气体对外做功3

1.0410623417J W Q E =-?=?-=。

（3）绝热升温过程吸收的热量为0，内能增量与等体和等压过程相同，仍为623J E ?=，

由热力学第一定律可得此过程气体对外做功0623623J W Q E =-?=-=-，负号表示外界对气体做功。

8.23 一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿如图所

示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压过程回到状态A 。（1）A →B ，B →C ，C →A ，各过程中系统对外所做的功W ，

内能的增量ΔE 以及所吸收的热量Q ．

（2）整个循环过程中系统对外所做的总功以及从外界吸收的总热量（各过程吸热的代数和）．

解单原子分子的自由度i = 3。

（1）在A →B 的过程中，系统对外所做的功为直线AB 下的面积，即

W AB = (p A + p B )(V B – V A )/2 = 200J 内能的增量为：

()2AB B A i E R T T ν?=-()2

B B A A i

p V p V =-= 750J

吸收的热量为：Q AB = ΔE AB + W AB = 950J

B →

C 是等体过程，系统对外不做功。内能的增量为

()2BC C B i E R T T ν?=-()2

C C B B i

p V p V =-= -600J

吸收的热量为：Q BC = ΔE BC + W BC = -600J ，即放出600J 的热量．

C →A 是等压过程，系统对外做的功为

W CA = p A (V A – V C ) = -100J 内能的增量为：()2CA A C i E R T T ν?=

-()2

A A C C i

p V p V =-= -150J 吸收的热量为：Q CA = ΔE CA + W CA = -250J ，也就是放出250J 的热量．

（2）对外做的总功为：W = W AB + W BC + W CA = 100J ．吸收的总热量为：Q = Q AB + Q BC + Q CA = 100J ．

由此可见：当系统循环一周时，内能不变，从外界所吸收的热量全部转化为对外所做的功。

8.24有kg 10083

-?.的氧气，原来的体积为3

4m 10104-?.，温度为300K ；作绝热膨胀后体

积变为3

10104-?.,问气体做功多少？（已知氧气的定体摩尔容

11,21.0V m C J mol K --=?）

解根据理想气体在绝热过程中对外做功的公式

习题8.22图

,21,12()()v m v m m m W C T T C T T M M

=--=- 如果求出终态温度T 2, 即可得所求的功。由绝热过程中T 与V 的关系式 11

1122TV T V γγ--=

可得10.412121

(

)300()11910

V T T K V γ-===

所以 ',128

()21.0(300119)950.25J 32

v m m W C T T M =-=??-=

8.25 1mol 氧气，温度为300K 时体积是2×10-3m 3，若氧气经（1）绝热膨胀到体积为2×10-2m 3；（2）等温膨胀到体积2×10-2m 3后，再等体冷却到绝热膨胀最后达到的温度。试计算两种过程中氧气作的功。

解（1）由绝热膨胀的过程方程1

T γ-=恒量可得

130.4

1212

2210()()300119210

V T T K V γ---?==?=? 则,21()V m W E C T T ν=-?=--5

18.31(119300)3760J 2

=-???-=

（2）等温膨胀后再冷却，后一过程为等体过程，气体不做功，所以整个过程中做功为

11ln 8.31300ln105740J

V W RT V ν==??=

8.26 0.32kg 的氧气作如图所示的循环，若212V V =，1300T K =，2200T K =求此循环的效率。

解由循环循环效率定义式1

Q η=

，其中W 为循环过程对外所作的净功，1Q 为循环过程从外界吸收的热量。两个等体过程均不做功，那么ab cd W W W =+，而在等温膨胀和等体升

压两过程才从外界吸热，故1ab cd Q Q Q =+，这样可得

21121221112

12121121ln

ln 5ln ()

()ln 100ln 2

15%

5300ln 2100

ln ()22

ab cd

ab cd V V RT RT W W V V W V Q Q Q RT R T T V V

T T V V T T T V ννηνν++===

++--===+?+-

习题8.25图

8.28 1 mol 理想气体在T 1 = 400 K 的高温热源与T 2 = 300 K 的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400 K 的等温线上起始体积为V 1 = 0.001 m 3，最终体积为V 2 = 0.005 m 3，试求此气体在此循环中从高温热源吸收的热量Q 1、气体传给低温热源的热量Q 2和气体所做的净功W 。

解卡诺循环由气体的四个变化过程组成，即等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。

气体在等温膨胀过程内能不改变，所吸收的热量全部转化为对外所做的功，即

2111

1118.31400ln 5V V V V V dV

Q W pdV RT RT n V V ν=====????= 5.35×103J

气体在等温压缩过程内能也不改变，所放出的热量是由外界对系统做功转化来的，即

4222

1V V V V V dV

Q W pdV RT RT n V V ν====??

利用两个绝热过程，可以证明：V 4/V 3 = V 2/V 1，可得：Q 2= 8.31300ln5?? = 4.01×103J

气体在整个循环过程中所做的功为：W = Q 1-Q 2 =5.35×103-4.01×103= 1.34×103J

8.29 一热机在1000K 和300K 的两热源之间工作，如果高温热源提高100K 或低温热源降低100K ，理论上哪种方案提高的热效率更高一些？解（1）由热机效率公式η = 1 – T 2/T 1可得：提高高温热源时，效率为η1 = 1 – T 2/(T 1 + ΔT )，提高的效率为221111T T T T T ηηη?=-=

-+?2113()110T T T T T ?==+?= 2.73%．（2）降低低温热源时，效率为η2 = 1 – (T 2 - ΔT )/T 1，提高的效率为222211

T T T T T ?ηηη-?=-=

-= ΔT /T = 10%．由上述结果可见，降低低温热源更能提高热机效率。对于温度之比T 2/T 1，由于T 2 < T 1，

显然，分子减少一个量比分母增加同一量要使比值降得更大，因而效率提高更多。

8.30一卡诺循环的热机，高温热源温度是 400 K ．每一循环从此热源吸进 100 J 热量并向一低温热源放出80 J 热量。求：

(1) 低温热源温度；

(2) 这循环的热机效率。解 (1)因卡诺热机效率1212

111

Q Q T T W Q Q T η--=

==，由题意可得

40010080100400

T --=，解得低温热源的温度2320T K =

(2) 此循环的热机效率121110080

20%100

Q Q W Q Q η--=

===

8.35设以氮气(视为刚性分子理想气体)为工作物质进行卡诺循环，在绝热膨胀过程中气体的体积增大到原来的两倍，求循环的效率。解对绝热膨胀过程应用绝热过程方程，有1

132V T V T γγ--=

刚性双原子气体氮气的比热容比7

1.405

γ=

=，依题意可知322V V = 代入上式可得：10.4221131

()2

T V T V γγ--==，则循环的效率21124%T T η=-=

8.37 设想利用海水表面和深处的温度差来制成热机，已知海水表面温度约25℃，水深300m

处温度约5℃，求

（1）在这两个温度之间工作的卡诺热机的效率是多大？

（2）若此卡诺热机工作时获得的机械功率是1MW ，它将以什么速率排出废热？解（1）卡诺热机的效率2127811 6.7%298

T T η=-

=-= （2）由22

11Q Q Q W Q η=-

=-+可得 662(1)

10(10.067)1410J 0.067

W Q ηη

-?-=

==?

即电站将以14MW 的速率排出废热。

8.38 一卡诺热机低温热源温度为7℃，效率为40%，若要把它的效率提高到50%，高温热源的温度应提高多少？解由卡诺热机效率212

1T T T T T η-=-

=可得 128040%1T =-

及1280

50%1T T

=-+?，联立两式解得93T K ?= 8.39 当室外气温为32℃时，用空调器维持室内温度为21℃。已知漏入室内热量的速率是

3.8×104kJ/h ，求所用空调器需要的最小机械功率是多少？解空调器每小时所做的功

2120

46()

3.810(305294)294

1.410J

Q Q Q T T W T k η

η-=

??-==?

空调器所需最小功率为6min min

1.4100.393600

W P kW t ?===

8.40 制冷机工作时，其冷藏室中的温度为-10℃，其放出的冷却水的温度为11℃，若按理想卡诺制冷循环计算，此制冷机每消耗103J 的功，可以从冷藏室中吸收多少热量？

解已知3

12284,263,10J T K T K W ===，此循环为卡诺致冷循环，其致冷系数为

212263

12.5284263

T e T T =

==-- 又因2

Q e W

，所以此制冷机从冷藏室中吸热42 1.2510J Q eW ==? 8.41 一可逆卡诺热机，当高温热源的温度为 127℃、低温热源温度为27℃时，其每次循环对外作净功8000 J 。今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净功 10000 J 。若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求第二个循环的热机效率和高温热源的温度。解 (1) 第一个循环的效率1

11211T T T Q Q Q Q W -=-==

η 依题意有

12118000400300

400

Q Q Q Q --== 解得132000J Q =，224000J Q =

因第二个循环维持低温热源的温度2T 不变，并与第一个循环工作在相同的两条绝热线之间，

所以第二个循环的等温膨胀过程向低温热源放出的热量与第一个的相等，即22Q Q ='，那么其从高温热源吸热为1

2100002400034000J Q W Q '''=+=+= 故第二个循环的效率1

10000

/29.4%34000

W Q η'''===

(2) 第二个循环高温热源的温度21300

4251129.4%

T T K η'=

=='--

第八章热力学答案

第八章热力学基础（2014）一．选择题 1. 【基础训练4】［ A ］一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D. (D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。【参考答案】根据热力学过程的功即过程曲线下的面积，知AD AC AB A A A >>；再由热力学第一定律气体吸热E A Q ?+= AD 过程0=Q ； AC 过程AC A Q =； AB 过程AB AB E A Q ?+=，且0>?AB E 2 【基础训练6】［ B ］如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p 0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 (A) p 0． (B) p 0 / 2． (C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ．【参考答案】该过程是绝热的自由膨胀过程，所以0=Q 0=A 由热力学第一定律 0=?E ∴0=?T 2 20 / 0/ p P V V =?=由 3【基础训练10】［D ］一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为E ?，熵增量为S ?，则应有 (A) 0......0=??

(C) 0......0=?=?S E ． (D) 0......0>?=?S E 【参考答案】由上题分析知：0=?E ；而绝热自由膨胀过程是不可逆的，故熵增加。 4. 【自测提高3】［ A ］一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的abc 过程，(图中虚线ac 为等温线)，和图（2）所示的def 过程(图中虚线df 为绝热线)．判断这两种过程是吸热还是放热． (A) abc 过程吸热，def 过程放热． (B) abc 过程放热，def 过程吸热． (C) abc 过程和def 过程都吸热． (D) abc 过程和def 过程都放热．【参考答案】内能是状态量，与过程无关。所以图（1）中：abc 过程和ac 过程的内能增量相同,并由ac 为等温线可知 0=?E 。而功是过程曲线下的面积，显然abc 过程的功0>A 。由热力学第一定律：abc 过程：0.>=?+=A E A Q 所以abc 过程是吸热过程。同理，在图（2）中：def 过程和df 过程的内能增量相同，并由绝热df 过程知 A E -=? 根据过程曲线下的面积：def 过程的功/.A 小于df 过程的功.A 所以def 过程0)(/ / / <-+=?+=A A E A Q 所以def 过程是放热过程 5. 【自测提高4】［ B ］用下列两种方法 (1) 使高温热源的温度T 1升高ΔT ； (2) 使低温热源的温度T 2降低同样的值ΔT ，分别可使卡诺循环的效率升高Δη1和Δη2，两者相比, (A) Δη1Δη2． (B) Δη1Δη2． (C) Δη1=Δη2． (D) 无法确定哪个大．【参考答案】由卡诺循环效率公式 1 2 1T T - =η 有 T T T T T ?+-= -=?1212/ 11ηηη 1 212/ 22T T T T T ?--=-=?ηηη p O V a b c p O d e f 图(1) 图(2)

第十章_热力学定律知识点全面

第十章热力学定律知识网络：一、功、热与内能 ●绝热过程：不从外界吸热，也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。 ●内能：内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和，用字母U 表示。 ●热传递：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，这个过程称之为热传递。 ●热传递的方式：热传导、对流热、热辐射。二、热力学第一定律、第二定律第一定律表述：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所作的功的和。表达式u W Q ?=+ 第二定律的表述：一种表述：热量不能自发的从低温物体传到高温物体。另一种表述：（开尔文表述）不可能从单一热库吸收热量，将其全部用来转化成功，而不引起其他的影响。应用热力学第一定律解题的思路与步骤：一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。三、据热力学第一定律列出方程进行求解，应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。四、几种特殊情况：若过程是绝热的，即Q=0，则：W=ΔU ，外界对物体做的功等于物体内能的增加。若过程中不做功，即W=0，则：Q=ΔU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加。若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU=0，则:W+Q=0,外界对物体做的功等于物体放出的热量。

对热力学第一定律的理解：热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。对热力学第二定律的理解: ①在热力学第二定律的表述中,自发和不产生其他影响的涵义，自发是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性，在传递过程中不会对其他物体产生影响或需要借助其他物体提供能量等的帮助。不产生其他影响的涵义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸收热量全部用来做功，必须通过第三者的帮助，这里的帮助是指提供能量等，否则是不可能实现的。 ②热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。对能量守恒定律的理解： ③在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应，如物体做机械运动具有机械能，分子运动具有内能等。 ④某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。 ③某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。三、能量守恒定律 ●能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变 ●第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律 ●第二类永动机不可制成是因为其违背热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）●熵：是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。 ①熵是反映系统无序程度的物理量，正如温度反映物体内分子平均动能大小一样。 ②系统越混乱，无序程度越大，就称这个系统的熵越大。系统自发变化时，总是向着无序程度增加的方向发展，至少无序程度不会减少，也就是说，系统自发变化时，总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行。从熵的意义上说，系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展，不会使熵减少。 ③任何宏观物质系统都有一定量的熵，熵也可以在系统的变化过程中产生或传递。 ④一切自然过程的发生和发展中，总熵必定不会减少。 ●能量耗散：系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。四、能源和可持续发展： ●能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济运动的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。 ●化石能源：人们把煤、石油叫做化石能源。 ●生物质能：生物质能指绿色植物通过光合作用储存在生物体内的太阳能，储存形式是生物分子的化学能。 ●风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，我国新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电。

工程热力学基础试卷

淮海工学院 13 --- 14学年第2学期热工基础(二)试卷（A 闭卷） 1.[ ]把热量转化为功的媒介称为------- A功源B热源C质源D工质 2.[ ]闭口系统是指-----的系统 A 与外界没有物质交换 B 与外界没有热量交换 C 与外界既没有物质交换也没有热量交换 D 与外界没有功的交换 3.[ ]若热力系统内部各处的压力，温度都相同，则工质处于------状态A平衡 B 均衡C稳定 D 恒定 4. [ ] 比容与------互为倒数 A 质量 B 压力 C 体积 D 密度 5.[ ]热量-----状态参数，压力------状态参数 A 是/不是 B 不是/是 C 是/是 D 不是/不是 6.[ ] 工质经过一个循环，又回到初态，其熵----- A 增加 B 减少 C 不变 D 变化不定 7.[ ] 热力学第一定律阐述了能量转换的------ A 方向 B 速度 C 限度 D 数量关系 8. [ ] 热力学第二定律指出--- A 能量只能转换不能增加或消灭 B 能量只能增加或转换不能消灭 C 能量在转换中是有方向性的 D 能量在转换中是无方向性的 9.[ ]要确定饱和湿蒸汽的参数，除了知道其温度外，还必须知道其——。 A 压力B过热度 C 干度 D 不再需要 10.[ ] 在缩放形喷管的最小截面处，马赫数为---- A 大于1 B 等于1 C 小于1 D 等于0 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题1分，共10分） 1、( ) 经过一个可逆过程，工质不会恢复到原来状态。 2、( ) 在压容图上，准静态过程和非准静态过程都可以用一条连续曲线表示。 3、( ) 卡诺循环的热效率仅与高温热源的温度有关。 4、( ) 理想气体在绝热过程中，技术功是膨胀功的k倍 5、( )当喷管流道截面积从大变小又从小变大时，气体的流速减小。 6、( )喷管内稳定流动气体在各截面上的流速不同，流量也不相同。 7、( )未饱和湿空气中水蒸汽的分压力小于其温度所对应的饱和压力 8、( )饱和湿空气的干球温度大于湿球温度，等于露点温度。 9、( ) 在水蒸气的h-s图上，湿蒸汽的定压线是倾斜的直线，它也是等温线。 10、( )湿空气的绝热加湿过程可近似看作焓值不变的过程。三、简答题（20分） 1.（5分）如果容器中气体的压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变，对吗？简述理由 2. （5分）分别在下图中画出气体经压缩、升温、放热的过程，终态在哪个区域？

第7章热力学基础

第7章热力学基础 7.16 一摩尔单原子理想气体从270C 开始加热至770C （1）容积保持不变；（2）压强保持不变；问这两过程中各吸收了多少热量？增加了多少内能？对外做了多少功？(摩尔热容 11,11,78.20,46.12----?=?=K mol J C K mol J C m P m V ) 解（１）是等体过程，对外做功A ＝０。J T C U Q m V 623)2777(46.12,=-?=?=?= （２）是等压过程，吸收的热量J T C Q m p 1039)2777(78.20,=-?=?= J T C U m V 623)2777(46.12,=-?=?=? J U Q A 4166231039=-=?-= 7.17 一系统由如图所示的a 状态沿acb 到达状态b ，有334J 热量传入系统，而系统做功126J 。（1）若沿adb 时系统做功42J ，问有多少热量传入系统？（2）当系统由状态b 沿曲线ba 返回态a 时，外界对系统做功84J ，试问系统是吸热还是放热？传递热量是多少？（3）若态d 与态a 内能之差为167J ，试问沿ad 及db 各自吸收的热量是多少？解：已知J A J Q acb acb 126.334== 据热力学第一定律得内能增量为 J A Q U acb acb ab 208126334=-=-=? (1) 沿曲线adb 过程，系统吸收的热量 J A U Q adb ab adb 25042208=+=+?= (2) 沿曲线ba J A U A U Q ba ab ba ba ba 292)84(208-=-+-=+?-=+?=, 即系统放热292J (3) J A A A adb ad db 420 === J A U Q ad ad ad 20942167=+=+?= J U U A U Q ad ab db db db 41167208=-=?-?=+?=，即在db 过程中吸热41J. 7.18 8g 氧在温度为270C 时体积为34101.4m -?，试计算下列各情形中气体所做的功。（1）气体绝热地膨胀到33101.4m -?；（2）气体等温地膨胀到33101.4m -?；再等容地冷却到温度等于绝热膨胀最后所达到的温 7.17题示图

《大学物理学》热力学基础练习题

《大学物理学》热力学基础一、选择题 13-1．如图所示，bca 为理想气体的绝热过程，b 1a 和b 2a 是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是 ( ) （A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功；（D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 过程吸热、作正功。【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不吸热也不放热，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+?知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】 13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且他们的压强相等，即A B P P =。问在状态A 和状态B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然 ( ) （A ）对外作正功；（B ）内能增加；（C ）从外界吸热；（D ）向外界放热。【提示：由于A B T T <，必有A B E E <；而功、热量是过程量，与过程有关】 13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( ) （A ）6J ；（B ）3J ；（C ）5J ；（D ）10J 。【提示：等体过程不做功，有Q E =?，而2 mol M i E R T M ?= ?，所以需传5J 】 13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（） A （） C （） B （） D （）

第七章、统计热力学基础习题和答案

统计热力学基础一、选择题 1. 下面有关统计热力学的描述，正确的是：( ) A. 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 B. 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 C. 统计热力学是热力学的理论基础 D. 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科 B 2.在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时，令∑n i = N，∑n iεi = U，这是因为所研究的体系是：( ) A. 体系是封闭的，粒子是独立的 B 体系是孤立的，粒子是相依的 C. 体系是孤立的，粒子是独立的 D. 体系是封闭的，粒子是相依的 C 3.假定某种分子的许可能级是0、ε、2ε和3ε，简并度分别为1、1、2、3 四个这样的分子构成的定域体系，其总能量为3ε时，体系的微观状态数为：( ) A. 40 B. 24 C. 20 D. 28 A 4. 使用麦克斯韦-波尔兹曼分布定律，要求粒子数N 很大，这是因为在推出该定律时：( ) . 假定粒子是可别的 B. 应用了斯特林近似公式 C. 忽略了粒子之间的相互作用 D. 应用拉氏待定乘因子法 A 5.对于玻尔兹曼分布定律n i =(N/q)·g i·exp( -εi/kT)的说法：(1) n i是第i 能级上的粒子分布数; (2) 随着能级升高，εi 增大，n i总是减少的; (3) 它只适用于可区分的独立粒子体系; (4) 它适用于任何的大量粒子体系其中正确的是：( ) A. (1)(3) B. (3)(4) C. (1)(2) D. (2)(4) C 6.对于分布在某一能级εi上的粒子数n i，下列说法中正确是：( ) A. n i与能级的简并度无关 B. εi值越小，n i 值就越大 C. n i称为一种分布 D.任何分布的n i都可以用波尔兹曼分布公式求出 B 7. 15．在已知温度T时，某种粒子的能级εj = 2εi，简并度g i = 2g j，则εj和εi上分布的粒子数之比为：( ) A. 0.5exp(ε j/2kT) B. 2exp(- εj/2kT) C. 0.5exp( -εj/kT) D. 2exp( 2ε j/kT) C 8. I2的振动特征温度Θv= 307K，相邻两振动能级上粒子数之n(v + 1)/n(v) = 1/2的温度是：( ) A. 306 K B. 443 K C. 760 K D. 556 K B 9.下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否无关：( ) A. S、G、F、C v B. U、H、P、C v C. G、F、H、U D. S、U、H、G B 10. 分子运动的振动特征温度Θv 是物质的重要性质之一，下列正确的说法是：( ) A.Θv越高，表示温度越高 B.Θv越高，表示分子振动能越小 C. Θv越高，表示分子处于激发态的百分数越小 D. Θv越高，表示分子处于基态的百分数越小 C 11.下列几种运动中哪些运动对热力学函数G与A贡献是不同的：( ) A. 转动运动 B. 电子运动 C. 振动运动 D. 平动运动 D 12.三维平动子的平动能为εt = 7h2 /(4mV2/3 )，能级的简并度为：( )

第10章热力学基础

第10章热力学基础学习指导、基本要求 1.理解准静态过程功、热量、内能及摩尔热容的概念，并掌握其运算。 2.理解热力学第一定律，并熟练掌握热力学第一定律在理想气体等值过程、绝热过程中的应用。 3.理解循环过程的意义。掌握循环过程中能量传递和转化的特点，会熟练计算热机效率、制冷机的制冷系数。 4.理解热力学第二定律的两种表述及统计意义。理解可逆过程和不可逆过程的概念, 理解卡诺定理及熵增原理。、知识框架

、重点和难点 1 .重点 (1) 掌握热力学第一定律及其应用，尤其是在几个等值过程中的应用。 (2) 熟练掌握热力学系统循环过程中，各阶段的特性及其相关物理量的运算。 2. 难点 (1) 掌握热力学第一定律的应用。 (2) 掌握等值、绝热过程在系统循环过程中的运算。 (3) 对热力学第二定律及其有关概念的理解。四、基本概念及规律 1?准静态过程若热力学过程中，任一中间状态都可看作平衡态，该过程叫作准静态过程。 2.理想气体在准静态过程中对外做的功 pdV 对于微小过程 dW = pdV 3. 理想气体在准静态过程中吸收的热量式中，C 为摩尔热容。 4. 摩尔热容摩尔热容表示1摩尔质量的物质温度升高 5. 理想气体的内能 M C V,m T 理想气体的内能只是温度的单值函数。理想气体内能的变化量 m C v,m T 2 M 理想气体的内能改变量仅取决于始末状态的温度，与所经历的过程无关。 6. 热力学第一定律 1K 所吸收的热量。 (1) 定体摩尔热容 C v,m 一 dQ v M 4R (2) 定压摩尔热容 C P,m dQ p —dT M (3) 迈耶公式 C P,m = C V,m ' R (4) 比热容比 -C p,m ； C v,m E 2 -巳

热力学第一定律练习题

第2章《热力学第一定律》练习题一、思考题 1. 理想气体的绝热可逆和绝热不可逆过程的功，都可用公式V W C T =?计算，那两种过程所做的功是否一样 2. 在相同的温度和压力下，一定量氢气和氧气从四种不同的途径生成水：(1)氢气在氧气中燃烧，(2)爆鸣反应， (3)氢氧热爆炸，(4)氢氧燃料电池。在所有反应过程中，保持反应方程式的始态和终态都相同，请问这四种变化途径的热力学能和焓的变化值是否相同 3. 在298 K ， kPa 压力下，一杯水蒸发为同温、同压的气是一个不可逆过程，试将它设计成可逆过程。二、填空题 1. 封闭系统由某一始态出发，经历一循环过程，此过程的_____U ?=；_____H ?=；Q 与W 的关系是______________________，但Q 与W 的数值________________________，因为_________________________。 2. 状态函数在数学上的主要特征是________________________________。 3. 系统的宏观性质可分为___________________________________，凡与系统物质的量成正比的物理量均称为___________________________。 4. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功_________e W =。 5. 某化学反应：A(l) + (g) → C(g)在500K 恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热10kJ ，若反应在同样温度恒容条件下进行，反应进度为1mol 时放热_____________________。 6. 已知水在100℃的摩尔蒸发焓40.668ap m H ν?=kJ·mol -1，1mol 水蒸气在100℃、条件下凝结为液体水，此过程的_______Q =；_____W =；_____U ?=；_____H ?=。 7. 一定量单原子理想气体经历某过程的()20pV ?=kJ ，则此过程的_____U ?=；_____H ?=。 8. 一定量理想气体，恒压下体积工随温度的变化率____________e p W T δ?? = ????。 9. 封闭系统过程的H U ?=?的条件：(1) 对于理想气体单纯pVT 变化过程，其条件是_____________________； (2)对于有理想气体参加的化学反应，其条件是______________________________________。 10. 压力恒定为100kPa 下的一定量单原子理想气体，其_____________p H V ???= ????kPa 。 11. 体积恒定为2dm 3的一定量双原子理想气体，其_______________V U p ???= ????m 3 。

热力学基础计算题

《热力学基础》计算题 1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍． (普适气体常量R ＝ 1 --??K mol J 1，ln 3= (1) 计算这个过程中气体对外所作的功． (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少解：(1) 等温过程气体对外作功为 ??=== 0000333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =×298× J = ×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 V V V p V p W V V V V d d 000 03003??-== γγ RT V p 1 311131001--=--=--γγγ γ 2分＝×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量E 以及所吸收的热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+==200 J ． ΔE 1=C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分 B → C ： W 2 =0 ΔE 2 =C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C

基础物理学上册习题解答和分析第八章热力学基础题解和分析

习题八 8-1 如果理想气体在某过程中依照V= p a 的规律变化,试求：(1)气体从V 1膨胀到V 2对外所作的功;(2)在此过程中气体温度是升高还是降低? 分析利用气体做功公式即可得到结果，根据做正功还是负功可推得温度的变化。解：(a) ???? ??-== = ? ? 21222 112 1 2 1 V V a dV V a pdV W v v v v (b) 降低 8-2 在等压过程中，0.28千克氮气从温度为293K 膨胀到373K ，问对外作功和吸热多少?内能改变多少? 分析热力学第一定律应用。等压过程功和热量都可根据公式直接得到，其中热量公式中的热容量可根据氮气为刚性双原子分子知其自由度为7从而求得，而内能则由热力学第一定律得到。解：等压过程: 2121()()m W P V V R T T M =-= - ()3 2808.31373293 6.651028 J = ??-=? ()()J T T C M m Q p 4 121033.229337331.82 728 280?=-???= -= 据J E W E Q 41066.1,?=?+?= 8-3 1摩尔的单原子理想气体，温度从300K 加热到350K 。其过程分别为(1)容积保持不变；(2)压强保持不变。在这两种过程中求：(1)各吸取了多少热量；(2)气体内能增加了多少；(3)对外界作了多少功分析热力学第一定律应用。一定量的理想气体，无论什么变化过程只要初末态温度确定，其内能的变化是相同的。吸收的热量则要根据不同的过程求解。解：已知气体为1 摩尔单原子理想气体31, 2V m C R M == (1) 容积不变。()()J T T C M m Q V 25.62330035031.82312=-??= -= 根据E Q W W E Q ?==+?=,0,。气体内能增量J E 25.623=?。对外界做功0=W . (2) 压强不变。215()8.31(350300)1038.75,2 p m Q C T T J M = -= ??-= J E 25.623=?，J J J W 5.41525.62375.1038=-= 8-4 一气体系统如题图8-4所示,由状态a 沿acb 过程到达b 状态,有336焦耳热量传入系统,而系统作功126焦耳,试求: (1) 若系统经由adb 过程到b 作功42焦耳,则有多少热量传入系统?(2) 若已知J E E a d 168=-,则过程ad 及db 中,系统各吸收多少热量?(3)若系统

高考物理力学知识点之热力学定律基础测试题(6)

高考物理力学知识点之热力学定律基础测试题(6) 一、选择题 1．如图所示，水平放置的封闭绝热气缸，被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1mol氧气，b部分气体为2 mol氧气，两部分气体温度相等，均可视为理想气体。解除锁定，活塞滑动一段距离后，两部分气体各自再次达到平衡态时，它们的体积分别为V a、V b，温度分别为T a、T b。下列说法正确的是 A．V a＞V b， T a＞T b B．V a＞V b， T a＜T b C．V a＜V b， T a＜T b D．V a＜V b， T a＞T b 2．下列说法正确的是（） A．决定封闭理想气体压强大小的是，分子密集程度和分子的平均动能 B．决定理想气体压强的是，分子平均动能和分子种类 C．质量相同的0C?的水和0C?的冰具有相同的内能 D．一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程，内能一定减少 3．如图所示，一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（） A．气缸内大量分子的平均动能增大 B．气体的内能增大 C．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多 D．气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大 4．快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图所示。假设袋内气体与外界没有热交换，当充气袋四周被挤压时，袋内气体 A．对外界做负功，内能增大 B．对外界做负功，内能减小 C．对外界做正功，内能增大 D．对外界做正功，内能减小 5．根据学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是()

A．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能 B．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体 C．尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，制冷机却可以使温度降到－293 ℃D．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来 6．若通过控制外界条件，使图甲装置中气体的状态发生变化．变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示，图中AB线段平行于T轴，BC线段延长线通过坐标原点，CA线段平行于p轴．由图线可知 A．A→B过程中外界对气体做功 B．B→C过程中气体对外界做功 C．C→A过程中气体内能增大 D．A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 7．一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，气体的压强随热力学温度变化如图所示，则此过程() A．气体的密度减小 B．外界对气体做功 C．气体从外界吸收了热量 D．气体分子的平均动能增大 8．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )

热力学基础计算题答案

《热力学基础》计算题答案全 1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍． (普适气体常量R ＝8.31 1--??K mol J 1，ln 3=1.0986) (1) 计算这个过程中气体对外所作的功． (2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？解：(1) 等温过程气体对外作功为 ? ?== = 333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 RT V p 1 311131001--=--= --γγγ γ 2分＝2.20×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量?E 以及所吸收的热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)．解：(1) A →B ： ))((2 1 1A B A B V V p p W -+==200 J ． ΔE 1=??C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分 B → C ： W 2 =0 ΔE 2 =??C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(2 3 )(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 3. 0.02 kg 的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程中，(1) 体积保持不变；(2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功． (普适气体常量R =8.31 11K mol J --?) 解：氦气为单原子分子理想气体，3=i (1) 等体过程，V ＝常量，W =0 据 Q ＝?E +W 可知

第8章--热力学基础--习题答案

习题 8-6 1mol 单原子分子理想气体的循环过程如（图8-27）T -V 所示，其中c 点的温度为T c =600K 。试求：（1）ab 、bc 、ca 各个过程系统吸收的热量；（2）经一循环系统所作的净功；（3）循环的效率。（注：循环效率η＝A /Q ，A 为循环过程系统对外作的净功，Q 为循环过程系统从外界吸收的热量，ln2=0.693）解：解：（1）放热J R T T C Q a b p ab 5.6232)300(2 5)(-=-?=-=；吸热J R T T C Q b c v bc 5.373930023)(=?=-=；放热J V V RT Q c a c ca 34562ln 60031.8ln =?==；（2）J Q Q Q W ab ca bc 963=-+=净；（3）%4.135 .37393456963 1 =+= =Q W 净η 8-15 一卡诺循环的热机，高温热源温度是 400 K 。每一循环从此热源吸进 100 J 热量并向一低温热源放出80 J 热量。求：(1) 低温热源温度；(2) 这循环的热机效率。解：(1) 对卡诺循环有： T 1 / T 2 = Q 1 /Q 2 ∴ T 2 = T 1Q 2 /Q 1 = 320 K 即：低温热源的温度为 320 K 。 (2) 热机效率：%2011 2 =- =Q Q η 8-19 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体在状态A 的温度为T A ＝300 K ，求(1)气体在状态B 、C 的温度；(2) 各过程中气体对外所作的功；(3) 经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和)。

大学物理章热力学基础试题

第9章热力学基础一、选择题 1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法．其中正确的是 [ ] (A) 准静态过程一定是可逆过程 (B) 可逆过程一定是准静态过程 (C) 二者都是理想化的过程 (D) 二者实质上是热力学中的同一个概念 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) 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, 则对外作的功也不一样 (D) 系统具有的能量等于系统对外作的功 5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式 ` [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程

(C) 等体过程 (D) 绝热过程 7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式0d d =+V p p V 表示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式 V p p V M R T d d d += μ 表示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 任意过程￥ 9. 热力学第一定律表明: [ ] (A) 系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C) 不可能存在这样的循环过程, 在此过程中, 外界对系统所作的功不等于系统传给外界的热量 (D) 热机的效率不可能等于1 10. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q = d E d A ．在以下过程中, 这三者同时为正的过程是 [ ] (A) 等温膨胀 (B) 等容膨胀￥ (C) 等压膨胀 (D) 绝热膨胀 11. 对理想气体的等压压缩过程，下列表述正确的是 [ ] (A) d A ＞0, d E ＞0, d Q ＞0 (B) d A ＜0, d E ＜0, d Q ＜0 (C) d A ＜0, d E ＞0, d Q ＜0 (D) d A = 0, d E = 0, d Q = 0 12. 功的计算式A p V V = ?d 适用于 [ ] (A) 理想气体 (B) 等压过程 (C) 准静态过程 (D) 任何过程 13. 一定量的理想气体从状态),(V p 出发, 到达另一状态)2 ,(V p ．一次是等温压缩到 2V , 外界作功A ；另一次为绝热压缩到2 V , 外界作功W ．比较这两个功值的大小是 [ ] (A) A ＞W (B) A = W (C) A ＜W (D) 条件不够，不能比较

第八章热力学标准答案

第八章热力学基础(2014) 一?选择题 1.【基础训练4】［A ］一定量理想气体从体积 V i ,膨胀到体积 V 2分别经历的过程是： A T B 等压过程，A T C 等温过程；A T D 绝热过程，其中吸热量最多的过程 (A) 是 A T B. (B) 是 A T C. (C) 是 A T D. (D) 既是A T B 也是A T C,两过程吸热一样多。【参考答案】根据热力学过程的功即过程曲线下的面积，知 A A B A A C A A D ；再由热力学第- 定律气体吸热 Q A AD 过程Q 0 ； AC 过程Q A AC ； AB 过程Q A AB E AB ,且 E AB 2【基础训练6】 :B ］如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分, 左边盛有一定量的理想气体，压强为 p o ,右边为真空.今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 Y Y (A) p o . (B) p o / 2. (C) 2 p o . (D) p o / 2 ? 【参考答案】该过程是绝热的自由膨胀过程，所以 Q o A o 由热力学第一定律 E 0 ??? T 0 由 \V 2V o P / 旦 2 3【基础训练io 】:D ］ —定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为 E ，熵增量为 S ,则应有 (A) E 0……S 0 (B) E 0……S 0. (C) E 0……S 0 . (D) E 0……S 0 【参考答案】由上题分析知： E 0 ;而绝热自由膨胀过程是不可逆的，故熵增加。中虚线ac 为等温线)，和图(2)所示的def 过程(图中虚线吸热还是放热. (A) abc 过程吸热，def 过程放热. (B) abc 过程放热，def 过程吸热. (C) abc 过程和def 过程都吸热. (D) abc 过程和def 过程都放热. 【参考答案】内能是状态量，与过程无关。所以图( 1)中：abc 过程和ac 过程的内能增量相同，并由ac 为等温线可知 E 0。而功是过程曲线下的面积，显然abc 过程的功A 0。 4.【自测提高3】 :A ］一定量的理想气体，分别经历如图 (1)所示的abc 过程，(图 df 为绝热线).判断这两种过程是

第6章热力学基础练习题(大学物理11)

06章一、填空题 1、热力学第二定律的微观实质可以理解为：在孤立系统内部所发生的不可逆过程，总是沿着熵的方向进行。 2、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了_____________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了__________的过程是不可逆的。 3．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J ，气体向外界放热620J ，则气体的内能 (填增加或减少)，E 2—E 1= J 。 4．一定量的理想气体在等温膨胀过程中，内能，吸收的热量全部用于。 5．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，对外做功120J ，气体的内能增量为280J ，则气体从外界吸收热量为 J 。 6、在孤立系统内部所发生的过程，总是由热力学概率的宏观状态向热力学概率的宏观状态进行。 7、一定量的单原子分子理想气体在等温过程中,外界对它作功为200J.则该过程中需吸热_______J 。 8、一定量的气体由热源吸收热量526610J ??,内能增加5 41810J ??,则气体对外作功______J 。 9、工作在7℃和27℃之间的卡诺致冷机的致冷系数为，工作在7℃和27℃之间的卡诺热机的循环效率为。 10、2mol 单原子分子理想气体,经一等容过程后,温度从200K 上升到500K,则气体吸收的热量为_____J 。 11、气体经历如图1所示的一个循环过程，在这个循环中，外界传给气体的净热量是 J 。 12、一热机由温度为727℃的高温热源吸热，向温度为 527℃的低温热源放热。若热机可看作卡诺热机，且每一循环吸热2000J,则此热机每一循环作功 J 。 13、1mol 的单原子分子理想气体，在1atm 的恒定压强下，从0℃加热到100℃，则气体的

热力学基础测试题

热力学基础测试题（一）的标准摩尔生成焓的反应是……… (1) 表示CO 2 (2)下列情况中属于封闭体系的是……………………… (A) 用水壶烧开水(B)氯气在盛有氯气的密闭绝热容器中燃烧 (C) 氢氧化钠与盐酸在烧杯里反 (D)反应在密闭容器中进行应 (3)下列叙述中正确的是……………………… (A) 恒压下ΔH＝Q p及ΔH＝H2－H1。因为H2和H1均为状态函数，故Qp也为状态函数。 (B) 反应放出的热量不一定是该反应的焓变 (C) 某一物质的燃烧焓愈大，其生成焓就愈小 (D) 在任何情况下，化学反应的热效应只与化学反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关 (4) 按通常规定，标准生成焓为零的物质有………………… (A) C（石墨）(B) Br2(g) (C) N2(g)(D) 红磷（p） (5)下列叙述中正确的是……………… (A) 由于反应焓变的常用单位是KJ/mol，故下列两个反应的焓变相等： (B) 由于CaCO3的分解是吸热的，故它的生成焓为负值

(C) 反应的热效应就是该反应的焓变 (D) 石墨的焓不为零（g）的生成焓等于………………… (6)CO 2 (A) CO2（g）燃烧焓的负值(B) CO(g)的燃烧焓 (C) 金刚石的燃烧焓(D) 石墨的燃烧焓 (7)由下列数据确定键N－F的键能为 ………………………… (A) 833.4KJ/mol(B) 277.8 KJ/mol (C) 103.2 KJ/mol(D) 261.9 KJ/mol (8)由下列数据确定水分子中键O－H的键能应为 ……………………… (A) 121KJ/mol(B) 231.3 KJ/mol (C) 464 KJ/mol (D) 589 KJ/mol （g）的为 (9)由下列数据确定 CH 4 ………… (A) 211 KJ /mol(B) -74.8KJ/mol (C) 890.3KJ/mol(D) 缺条件，无法算。

第八章 热力学基础习题解答

第八章 热力学答案

第十章_热力学定律 知识点全面