热力学自测题

1、热力学自测题热力学自测题大学物理大学物理1.下列说法正确的是下列说法正确的是 ：（1）可逆过程一定是平衡过程）可逆过程一定是平衡过程 （2）平衡过程一定是可逆过程）平衡过程一定是可逆过程（3）不可逆过程一定是非平衡过程）不可逆过程一定是非平衡过程（4）非平衡过程一定是不可逆过程。）非平衡过程一定是不可逆过程。答案答案（A）（）（1）、（）、（4）由一系列连续的平衡态或无限接近平衡状态的由一系列连续的平衡态或无限接近平衡状态的点组成的过程称为准平衡过程，也称为准静态点组成的过程称为准平衡过程，也称为准静态过程。过程。 可逆的条件可逆的条件1.过程必须是过程必须是准静态的无限缓慢的过程准静态的无限

2、缓慢的过程，以，以保证每一中间态均是平衡态。保证每一中间态均是平衡态。2.过程中无耗散。不存在摩擦过程中无耗散。不存在摩擦、粘滞性、电、粘滞性、电阻等阻等有摩擦的准有摩擦的准静态过程是静态过程是不可逆过程不可逆过程 PVP1, V1,T1(P2,V2.T2)AB(2)C解：解：，沿不同的路径所做的功不同，功，沿不同的路径所做的功不同，功可可正（比如说等温膨胀）正（比如说等温膨胀） 可负（可负（P1ABCp2)由于，温度相等，由于，温度相等，的过程中，的过程中，吸收吸收的热量的热量对外作的功对外作的功A，同样可正可负，同样可正可负VPAB*oABTT 答答：（：（ B ） 例例 一定量的理想气体

3、，由平衡态一定量的理想气体，由平衡态 A B ，则，则无论经过什么过程，系统必然：无论经过什么过程，系统必然： A）对外作正功；对外作正功； B）内能增加；内能增加； C）从外界吸热；从外界吸热； D） 向外界放热。向外界放热。 功和热量都是过程量功和热量都是过程量, 始末状态确定后，不同过始末状态确定后，不同过程，功和热量是不同的程，功和热量是不同的; 而内能是状态量只决定于始而内能是状态量只决定于始末状态末状态, 与过程无关与过程无关 .1211QQQA 净净吸收的热量吸收的热量输出功输出功 121TT 卡卡诺诺 4. 解：解：（1 1）两个循环曲线所包围的面积）两个循环曲线所包围的面积相

4、等，说明对外界作的功相等。相等，说明对外界作的功相等。但效率不相等。但效率不相等。（2 2）两个热机从高温热源吸收）两个热机从高温热源吸收 的热量为的热量为1211VVlnRTMMQmol pV432V1V1o21Q2Q3V4V1T2T5.所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号 解：解：比较绝热和等温过程的陡峭程度，从而判断哪个图画的比较绝热和等温过程的陡峭程度，从而判断哪个图画的有问题有问题POVSTAAATVpdVdp 1 绝热线在绝热线在A点的斜率的大小大于等温线在点的斜率的大小大于等温线在A点斜率的点斜率的大小。大小。TSd

5、VdpdVdp0pdVVdpCpVVpdVdpASApdpdVV 绝热过程曲线比等温线陡绝热过程曲线比等温线陡等温过程等温过程绝热绝热过程过程、设有以下一些过程：、设有以下一些过程：（1）两种不同气体在等温下互相混合。）两种不同气体在等温下互相混合。（2）理想气体在定容下降温。）理想气体在定容下降温。（3）液体在等温下汽化。）液体在等温下汽化。（4）理想气体在等温下压缩。）理想气体在等温下压缩。（5）理想气体绝热自由膨胀。）理想气体绝热自由膨胀。在这些过程中，使系统的熵增加的过程是在这些过程中，使系统的熵增加的过程是 （ ）（A）（）（1）、（）、（2）、（）、（3） （B）（）（2）、（）、

6、（3）、（）、（4）（C）（）（3）、（）、（4）、（）、（5） （D）（）（1）、（）、（3）、（）、（5）答案：（）答案：（）BBAAdQdQSTT 可逆不可逆微小过程微小过程1、熵是热力学系统的态函数熵是热力学系统的态函数2、某一状态的熵值只有相对意义某一状态的熵值只有相对意义3、系统熵变只取决于始态和末态系统熵变只取决于始态和末态（）引入新的态函数（）引入新的态函数克劳修斯熵，用克劳修斯熵，用S表示表示 BABAABTdQdSSS可可逆逆TdQdS可可逆逆 4、熵值具有可加性熵值具有可加性说明说明2、玻尔兹曼熵、玻尔兹曼熵自然过程是向热力学概率自然过程是向热力学概率 增大的方向进行。增

7、大的方向进行。引入引入态函数熵态函数熵 lnkS 在孤立系统中所进行的自然过程总是沿着熵增大的在孤立系统中所进行的自然过程总是沿着熵增大的方向记性，平衡态对应于熵最大的状态，即方向记性，平衡态对应于熵最大的状态，即熵增加熵增加原理原理。熵的微观意义是系统内分子热运动无序性的量度熵的微观意义是系统内分子热运动无序性的量度0 S 玻尔兹曼熵玻尔兹曼熵热力学概率热力学概率 宏观态所对应的微观态数，用宏观态所对应的微观态数，用 表示。表示。绝热自由膨胀，温度不变，熵增加绝热自由膨胀，温度不变，熵增加8. 、如图所示，设某一热力学系统经历一个由、如图所示，设某一热力学系统经历一个由cde 的过程。的过程

8、。其中，其中，ab是一条绝热曲线，是一条绝热曲线，ec在该曲线上。由热力学定律可知，在该曲线上。由热力学定律可知，该系统在过程中该系统在过程中 （ ）（A）不断向外界放出热量）不断向外界放出热量 （B）不断从外界吸收热量。）不断从外界吸收热量。（C）有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量等）有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量等于放出的热量。于放出的热量。（D）有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量大有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量大于放出的热量。于放出的热量。（E）有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量小）有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中

9、吸的热量小于放出的热量于放出的热量。F(1) cF, 温度降低，温度降低，内能降低外界对内能降低外界对系统做正功，放系统做正功，放热热（）（）de, 温度升温度升高，内能增加同时，高，内能增加同时，系统对外做功，必然系统对外做功，必然要吸热要吸热（）假设（）假设有一循环有一循环ecde,整个循环系统对外界做正功，内能没有变化，说明整整个循环系统对外界做正功，内能没有变化，说明整个循环中系统从外界吸收了热量个循环中系统从外界吸收了热量 ec是绝热过是绝热过程，不吸收热量程，不吸收热量所以所以cde过程中过程中一定是吸收的一定是吸收的热量一定大于放出的热量热量一定大于放出的热量（）问气体分子的平均

10、速率变为原来的几倍？（）问气体分子的平均速率变为原来的几倍？（）对于速（）对于速率连续分布率连续分布 0)(dvvvfNdNvNvdNvmolmolMRT.MRTmkTv60188 （）对于绝热压缩过程（）对于绝热压缩过程1VT 恒量i+2i速率变为原来的速率变为原来的二填空题解：解：0(1)PV22iiERT00835(2)2222PVRTRT003PV=22AiEPV005PV=22BiEPV用绝热材料制成的容器RCCVp 理想气体理想气体RiCV2 （）（）标准状态标准状态5273,1.01.013 10,TK patmPamolMpVRTMmolpRTM2molM该气体为氢气该气体为氢

11、气所以52VCR72pCR、 处于平衡态处于平衡态A A的热力学系统的热力学系统, ,若经准静态等容过程若经准静态等容过程变到平衡态变到平衡态B B，将从外界吸热，将从外界吸热416 J416 J，若经准静态等压过，若经准静态等压过程变到与平衡态程变到与平衡态B B有相同温度的平衡态有相同温度的平衡态C C，将从外界吸热，将从外界吸热582 J582 J。所以，从平衡态。所以，从平衡态A A变到平衡态变到平衡态C C的准静态等压过的准静态等压过程中系统对外界所做的功为程中系统对外界所做的功为_ _ V VP P解：解：AB 等体过程等体过程AC等压过程等压过程VBAQEE()pcACAQEEp VV又因为和温度相等，对理想气体来说，内又因为和温度相等，对理想气体来说，内能相等所以从能相等所以从AB与与 AC内能变化量相等内能变化量相等 ()582416CAp VVJ一定量的某种理想气体在等压过程中对外作一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为，若此气体为单原子分子气体，则功为，若此气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热该过程中需吸热_J; 若为双原子分子气体，若为双原子分子气体，则需吸热则需吸热)TT(RMM)TT(RiMM)VV(pEQmolmolp1212122 2. 等压过程等压过程p=恒量恒量)VV(pp