大学物理《热学·热力学》复习题及答案.ppt

大学物理热学热力学 复习题及答案 1.一定量的理想气体，经历某过程后，它的 温度升高了则根据热力学定律可以断定： （1）该理想气体系统在此过程中吸了热 （2）在此过程中外界对该理想气体系统作 了正功 （3）该理想气体系统的内能增加了 （4）在此过程中理想气体系统既从外界吸 了热，又对外作了正功 以上正确的断言是： (A) (1)、(3). (B) (2)、(3). (C) (3). (D) (3)、(4). (E) (4). 2.某理想气体分别进 行了如图所示的两个 卡诺循环：I（abcda ）和 II（abcda） ，且两条循环曲线所 围面积相等。设循环 的效率为 ，每次 循环在高温热源处吸 的 热量为 Q，循环 II 的效率为 ，每次循 环在高温热源处吸的 热量为Q，则 （A）Q, （C）,Q,QQ . 3.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下 的面积大小（图中阴影部分）分别为S1和 S2，则二者的大小关系是： （A）S1S2； （B）S1=S2； （C）S1S2； （D）无法确定。 4.一绝热容器被隔板分为两半，一半是真 空，另一半理想气体，若把隔板抽出，气 体将进行自由膨胀，达到平衡后： （A）温度不变，熵增加； （B）温度升高，熵增加； （C）温度降低，熵增加； （D）温度不变，熵不变 。 5.用下列两种方法 （1）使高温热源的温度 T1 升高T ； （2）使低温热源的温度 T2 降低同样的T 值。分别可使卡诺循环的效率升高1 和 2，两者相比： （A）12 （B）12 （B）12 （C）1=2 （D）无法确定哪个大。 9. 一定量的理想气体从体积 V1 膨胀到体 积 V2 分别经历的过程是：AB 等压过程； AC 等温过程； AD 绝热过程,其中吸热最 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。 热力学选择题答案；CBBABBABA 10.温度为 25C、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 (1)计算这个过程中气体对外的功. (2)假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的 3倍,那么气体对外做的功又是多少? 摩尔气体常数 解：（1）等温过程气体对外作功为 （2）绝热过程气体对外作功 11. 试证明 2 摩尔的氦气和 3 摩尔的氧气 组成的混合气体在绝热过程中也有 PV = c ， 而 = 31/21. (氧气、氦气以及它们的混 合气均看作理想气体）. 状态方程：PV=5RT 证：氦氧混合气体的定容热容量 由上两式消去dT 即: 积分得: 绝热过程中用热力学第一定律 12.汽缸内贮有 36g 水蒸汽(视为理想气体), 经abcda 循环过程如图所示.其中 a-b、c-d 为等容过程, b-c 等温过程, d-a 等压过程. 试求: (1) Wda= ? (2) Eab= ? (3) 循环过程水蒸 气作的净功 W= ? (4) 循环效率 = ? (注:循环效率 =W/ Q1 , W为循环过程水 蒸汽对外作的净功, Q1 为循环过程水蒸气 吸收的热量, 1atm=1.013105Pa) 解:水的质量 水的摩尔质量 13.一卡诺热机（可逆的）当高温热源温 度为 127C，低温热源温度为 27C 时， 其每次循环对外作的净功为 8000J，今维 持低温热源温度不变，提高高温热源的温 度，使其每次循环对外作的净功为 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）第二个循环高温热源的温度 。 解：（1）第二个循环热机的效率 又：第二个循环所吸的热 （2） 14.如图所示，abcda为 1 mol单原子分子 理想气体的循环过程，求：(1)气体循环一 次，在吸热过程中从外界共吸收的热量； (2)气体循环一次做的净功；(3)证明 TaTc=TbTd。 所吸热为 解：（）过程 ab 和 bc 为吸热过程。 (2)气体循环一次做的净功为图中矩形面积 (3)证明TaTc=TbTd 15.如图示，有一定量的理想气体，从初 状态 a（P1,V1）开始，经过一个等容过程 达到压强为 P1/4 的 b 态，再经过一个等 压过程达到状态 c ,最后经等温过程而完 成一个循环，求该循环过程中系统对外作 的功 W 和净吸热量 Q。 解：设状态 C 的体积为 V2，则由 a、c 两 状态的温度相同，故有， 又：循环过程 而在 ab 等容过程中功 在 bc 等压过程中功 在 ca 的过程 在整个循环过程系统对外作的功和吸收的热 量为 负号说明外界对系统作 功、系统对外放热。 16.汽缸内有 2mol 氦气（He）,初始温度 为 27C, 体积为 20 升。先将氦气定压膨 胀,直至体积加倍,然后绝热膨胀,直至回复 初温为止,若把氦气视为理想气体,试求： （1）在 P - V 图上大致画出气体的状态 变化； （2）在这过程中氦气吸热多少？ （3）氦气的内能变化是多少； （4）氦气所作的总功是多少？ 17. 0.02kg 的氦气（视为理想气体）,温 度由 17C 升为27 C ,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 气体作的功。 18.一定量的刚性双原子分子气体,开始时 处于压强为 P0 = 1.0105 Pa, 体积为 V0= 410-3 m3,温度为 T0 = 300 K的初态,后 经等压膨胀过程温度上升到T1=450K, 再 经绝热过程温度将回到T2=300K, 求整个 过程中对外作的功? 19.一定质量的理想气体,由状态a经b到达 c,（如图,abc为一直线）求此过程中。 （1）气体对外做的功； （2）气体内能的增加； （3）气体吸收的热量； (1atm=1.013105Pa). 20.1mol 单原子分子理想气体的循环过程 如T-V图所示，其中C点的温度为 Tc=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 = W/Q1，W为循环过程 系统对外作的净功，Q1为循环过程系统从 外界吸收的热量，1n2=0.693） 解：单原子分子的自由度i=3。从图可知， ab是等压过程， （2） （3） 21.一定量的理想气体经历如图所示的循环