热力学考试题

1、1、克劳修斯等式与不等式：QQ2： 0。T1T22、 可逆热力学过程:.罕=0 ,不可逆热力学过程罕"3、 热力学基本方程：dU二TdS pdV。理想气体的熵函数 S :S 二 nCV lnT nRlnV S0 ；S = nCp lnT - nRin p So。5、吉布斯函数 的全微分dH 二TdS Vdp ； dG SdT Vdp ； dF SdT - pdV ； dU 二 TdS- pdV6、麦氏关系：VP s宮空丿s «s L7、开系的热力学基本方程：dU二TdS- pdVdn8单元系的复相平衡条件：八9、准静态过程外界对气体所作的 功：dW-pdV，外界对气体所作的

2、功是个过程量10、绝热过程中内能 U是一个态函数：w=Ub-Ua11、 定压热容比：Cp = fH；定容热容比：Cv/孚迈耶公VcT丿p5丿v式：Cp - CV = nR7-412、 绝热过程的状态方程：pV -const ； TV = const ； ±- = const。13、热力学系统平衡状态的 四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。14、热力学第零定律：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡.15、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定； 热力

3、学表达式：Ub Ua二W Q ； 微分形式：dU二dQ dW16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）；开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完 全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）；17、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即U =U （T）。18、无摩擦的准静态过程 是可逆过程。19、熵增加原理：系统经过可逆绝热过程后熵不变，经过不可逆 绝热过程后熵增加，在绝热条件下熵减少的过程是不可能实现的。熵增加原理用来判断过程进行的方向和限度。20、 孤立系统处在稳定平衡态的充要条

4、件是： 飞：0 ；等温等容 系统处在稳定平衡态的充要条件是： F 0;等温等压系统处在 稳定平衡态的充要条件是：厶G 0。21、获得低温的方法主要有 节流过程和绝热膨胀过程；节流过程前后气体的温度发生了变化， 这个效应称之为：焦耳-汤姆孙效 应；22、写出焓、自由能、吉布斯函数的定义式及微分表达式答：焓的定义H=U+PV焓的全微分dH=TdS+Vdp自由能的定义 F=U-TS,自由能的全微分 dF=-SdT-PdV；吉布斯函数的定义 G=U-TS+PV吉布斯函数的全微分dG二 SdT+VdP23、试说明应用经典能量均分定理 求得的理想气体的内能和热容 量中哪些结论与实验不符 （至少例举三项）。

5、答：第一、原子内的电子对气体的热容量为什么没有贡献；第二、双原子分子的振动在常温范围内为什么对热容量没有贡献；第三、低温下氢的热容量所得结果与实验不符。这些结果都要用量子理论才能解释。24、判断孤立系统是否处于平衡态的基本原则以及熵判据 。答：基本原则：可以设想系统围绕该状态发生各种可能的虚变动， 而比较由此引起热力学函数的变化，根据热力学函数处在平衡态时的性质来判断系统的状态。熵判据的內容：孤立系统的熵永不减少，过程进行时熵增加，直到熵达到最大值，系统处于平衡 态。因此孤立系统/处在稳定平衡状态的必要和充分条件为：1 2S 二、S2S : 0。225、 能量均分定理？：对于处在温度为 T的平

6、衡状态的经典系 统，粒子能量中的每一个平方项的平均值等于丄kT。26、卡诺定理：卡诺定理指出：所有工作于同样高温热源和低温热源的卡诺机，以可逆的卡诺机的效率为最大，可一任。27、吉布斯函数 的定义及其物理意义：吉布斯函数定义为：G =U -TS PV。吉布斯函数是一个态函数，它的变化可以用可逆 的等温？等压过程中的除体积功以外的功来量度。28、统计物理基本假设：统计物理基本假设是就是等概率原理 ， 即孤立系统平衡态时各种可能的微观态出现的概率均等。29、简述热力学平衡态：孤立系统，不论其初态如何复杂，经过 足够长的时间后，将会达到各种宏观性质长时间内不随时间变化 的状态，这样的状态叫热力学平衡态。30、 自由能的定义及其物理意义：自由能的定义 F二U -TS。自由能是个态函数，它的变化可以用可逆等温过程中的功来量度。31、等概率原理：孤立系统处于平衡态时，所有可能出现的微观 态的概率均相等。32、为什么在 熵和体积不变的情况下，平衡态的内能最小？由热力学第二定律有：dU空Td