第七章 热力学基础 习题课

1、第第7章章 热力学基础热力学基础 习题课习题课一、选择题一、选择题答案：答案：1、B；2、B；3、B；4、D；5、D；6、D；7、C。二、填空题二、填空题答案：答案：1、等温等温 ；2、 绝热绝热 ；3、 4、260 J -280J ； 5、沿反方向进行，可以经过和原来一沿反方向进行，可以经过和原来一样的那些状态，而又重新回到初态，外界未发生任何变化样的那些状态，而又重新回到初态，外界未发生任何变化 沿过程反方向进行，不能重复原来所有状态或重新回到初沿过程反方向进行，不能重复原来所有状态或重新回到初态而外界不能完全恢复态而外界不能完全恢复 ； 6、200J 。Pa1075805.J5 .60一

2、、选择题一、选择题1. 理想气体经历如图所示的理想气体经历如图所示的abc平衡过程，则该系统对外做功平衡过程，则该系统对外做功W，从外界吸收热量，从外界吸收热量Q和内能的增量和内能的增量E的正负情况的正负情况 A：E0，Q0，W0 B：E0，Q0，W0C：E0，Q0，W0 D：E0，Q0，W0PVabcB解：解：Q=E+W2如图，一定量的理想气体经历如图，一定量的理想气体经历acb过程时吸热过程时吸热200J，则经，则经历历acbda过程时，吸热为过程时，吸热为 (A)-1200J (B)-1000 J (C) -700J (D) 1000J 解：解：BbabaEETTCTPV其中：其中：WE

3、QJ0EJ200QJ200QWACBJ1000DABDACBWWWQJ1200)(DADAVVPW3. 右图，一定量的理想气体分别由初态右图，一定量的理想气体分别由初态a经过程经过程ab和由初态和由初态a 经过程经过程a cb到达相同的终态到达相同的终态b，则两个过程中气体从外界吸收，则两个过程中气体从外界吸收的热量的热量Q1，Q2的关系为：的关系为： A：Q1Q2B：Q10, Q1Q2C：Q1Q2 D：Q10, Q1Q2 OpTaabcB解：解：等体降压等体降压等温压缩等温压缩12210QQQbcQEQEQQQbcaEQbacbcbabcbcacbcaab4根据热力学第二定律可知：根据热力学

4、第二定律可知： A：功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功。：功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功。B：热可以从高温物体传到低温物体热可以从高温物体传到低温物体 但不能从低温物体传到高温物体但不能从低温物体传到高温物体C：不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程：不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程D：一切自发过程都是不可逆的：一切自发过程都是不可逆的解：解：A不正确，热可以全部转化为功，只是会引起其他变化。不正确，热可以全部转化为功，只是会引起其他变化。例如等温膨胀时气体吸热全部转化成功，不过体积改变了。例如等温膨胀时气体吸热全部转化成功，不过体积改变了。 B不正确，热量可以从低温物体

5、传到高温物体，不过外界会有不正确，热量可以从低温物体传到高温物体，不过外界会有变化，要有外界做功。变化，要有外界做功。D5对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于等于 A：1/3 B：1/4C：2/5 D：2/7 D解：解：TCMQTRMVPWP72PCRQW6双原子的理想气体做等压膨胀，若气体在膨胀过程中，从双原子的理想气体做等压膨胀，若气体在膨胀过程中，从外界吸收的热量为外界吸收的热量为700J，则该气体对外做功为，则该气体对外做功为 ：35

6、0J B:300J C:250J D:200JD解：解：J200WWEQJ50025TRMTCMEVJ70027TRMTCMQP7设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的温热源吸取的热量的 (A) n倍倍 (B) n-1倍倍 (C) 倍倍 (D) 倍倍 n1nn1C解：卡诺循环解：卡诺循环22111QTQTn121211TTQQ二、填空题二、填空题1理想气体理想气体 过程中，系统吸收的热量可用过程中，系统吸收的热

7、量可用P-V上过程曲上过程曲线下的面积表示。线下的面积表示。 2一定质量的理想气体经压缩后，体积减小为原来的一半，这一定质量的理想气体经压缩后，体积减小为原来的一半，这个过程可能是绝热、等温或等压过程，如果要使外界做的功最个过程可能是绝热、等温或等压过程，如果要使外界做的功最大，那么，这个过程应该是大，那么，这个过程应该是 过程。过程。等温等温绝热绝热3某理想气体在某理想气体在PV图上其等温线的斜率与绝热线的斜率图上其等温线的斜率与绝热线的斜率之比为之比为0.714，当此理想气体由压强，当此理想气体由压强 帕，体积帕，体积0.5升之状态升之状态绝热膨胀到体积增大一倍时，气体压强为绝热膨胀到体积

8、增大一倍时，气体压强为 ，此过，此过程中所作的功为程中所作的功为 。5102解：解：57757140.VPVP21122211VVPPVPVP12211VPVPWPa1075805.J560.4如图如图,一理想气体系统由状态一理想气体系统由状态a沿沿acb到达状态到达状态b，有，有350J的的热量传入系统，而系统做功热量传入系统，而系统做功130J，（，（1）经过）经过adb过程，系统过程，系统作功作功40J，传入系统的热量，传入系统的热量Q= （2）当系统由状态）当系统由状态b沿曲线沿曲线ba返回状态返回状态a时，外界对系统作功时，外界对系统作功60J，则系统吸收的，则系统吸收的热量热量Q=

9、 。解：解：J260J280WEQJ220130350EJ26022040QJ28022060Q5.设在某一过程设在某一过程P中，系统由状态中，系统由状态A变为状态变为状态B，如果，如果 沿相反方沿相反方向进行，可以经过与原来一样的那些中间过程，而重新回到初向进行，可以经过与原来一样的那些中间过程，而重新回到初态，外界未发生任何变化态，外界未发生任何变化，则过程，则过程P称为可逆过程；如果称为可逆过程；如果沿相反沿相反方向进行，不能重复与原来一样的那些中间过程回到初态，或方向进行，不能重复与原来一样的那些中间过程回到初态，或回到初态而外界不能完全恢复回到初态而外界不能完全恢复，则过程，则过程P

10、称为不可逆过程。称为不可逆过程。6. 一卡诺一卡诺制冷机制冷机，低温热源的温度为，低温热源的温度为300K，高温热源的温度，高温热源的温度为为450K，每一循环过程从低温热源吸热，每一循环过程从低温热源吸热400J，则每一循环过，则每一循环过程外界必须做功为程外界必须做功为 。解：解：2212QTWTTJ200三、计算题三、计算题1. 一定质量的单原子分子理想气体，开始时处于状态一定质量的单原子分子理想气体，开始时处于状态a，体积，体积为为1升，压强为升，压强为3atm，先作等压膨胀至，先作等压膨胀至b态，体积为态，体积为2升，再作升，再作等温膨胀至等温膨胀至c态，体积为态，体积为3升，最后等

11、体降压到升，最后等体降压到1atm的压强，的压强，求：（求：（1）气体在全过程中内能的改变；（）气体在全过程中内能的改变；（2）气体在全过程）气体在全过程中所作的功和吸收的热量。中所作的功和吸收的热量。解：解： （1）等压）等压等温等温等体等体（2）atm32baaaabbbbaaPPTTVVTTVTVatm232bacbcccbbPPVVPVPVP0ETTPPTTPTPaccddddccJ550bcabcbbaVVPVVVPWWQWln)(2如图示，如图示，1mol氧气，由状态氧气，由状态a变化到状态变化到状态b，试求下列三种情，试求下列三种情况下，气体内能的改变、所作的功和吸收的热量：况下

12、，气体内能的改变、所作的功和吸收的热量：(1)由由a等温变化到等温变化到b；(2)由由a等体变化到等体变化到c，再由，再由c等压变化到等压变化到b；(3)由由a等压变化到等压变化到d，再由等体变化到，再由等体变化到b。0()p atm( )V l1abcd222.444.8解：解：(1)0E(2) 等体，等体，0acWacJ101433.lnabbabaVVPVQWJ1067525253.)(aacccaVPVPRTMQcb等压过程等压过程(3)ad等压过程等压过程J1094727273.)(cbbcVVPRTMQJ102723.)(cbbcVVPW0J102723EQWbcabca.J105

13、443.)(addaVVPWJ10881527273.)(addaVVPRTMQ等体，等体，0dbWdbJ10341125253.)(ddbbbdVPVPRTMQ0J105443EQWbdabda.4.如图示，为如图示，为1摩尔理想气体（其摩尔理想气体（其 ）的循环过程）的循环过程（ ）。）。(1)求求a状态的状态参量；状态的状态参量；(2)求循环效率。求循环效率。35vpCC69. 02ln0()T K2040300600()V Labc解：解：2040 V L510app2.51.25abc(1)2040 V L510app2.51.25abcPa10251L40K6005.aaaaaVRTMPVTPa10251L20K3005.bbbPVTPa