大学物理热力学基础习题

会计学1大学物理热力学基础习题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：[C](A)(1)、(3).

(B)(2)、(3).(C)(3).

(D)(3)、(4).(E)(4).

第1页/共40页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（a‘b’c‘d’a‘），且两条循环曲线所围面积相等。设循环Ι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'，则第2页/共40页[B]（A）<',Q<Q',（B）<',Q>Q',（C）>',Q<Q',（D）>',Q>Q'.第3页/共40页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）S1>S2； （B）S1=S2；（C）S1>S2；

（D）无法确定。[B]第4页/共40页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。[A

]第5页/共40页

[B]5.用下列两种方法（1）使高温热源的温度T1升高ΔT

；（2）使低温热源的温度T2降低同样的ΔT值。分别可使卡诺循环的效率升高1和2，两者相比：（A）1>2（B）1<2（C）1=2 （D）无法确定哪个大。第6页/共40页6.一定量某理想气体所经历的循环过程是：从初态（V0，T0）开始，先经绝热膨胀使其体积增大1倍，再经等容升温回复到初态温度T0，最后经等温过程使其体积回复为V0，则气体在此循环过程中：（A）对外作的净功为正值；（B）对外作的净功为负值；（C）内能增加了；（D）从外界净吸的热量为正值。

[B]第7页/共40页7.一定的理想气体,分别经历了上图的abc的过程,（上图中虚线为ac等温线）,和下图的def过程（下图中虚线df为绝热线）,判断这两个过程是吸热还是放热。[A]（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。第8页/共40页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

]（A）是AB

；（B）是A

C;（C）是AD

；（D）既是AB也是AC,两过程吸热一样多。第9页/共40页10.温度为25C、压强为1atm的1mol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?摩尔气体常数第10页/共40页解：（1）等温过程气体对外作功为（2）绝热过程气体对外作功第11页/共40页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)DEab=?(3)循环过程水蒸气作的净功W=?(4)循环效率h=?(注:循环效率h=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)

第12页/共40页解:水的质量水的摩尔质量第13页/共40页第14页/共40页

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。第15页/共40页解：（1）第二个循环热机的效率第16页/共40页又：第二个循环所吸的热（2）第17页/共40页14.如图所示，abcda为1mol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。第18页/共40页所吸热为解：（１）过程ab和bc为吸热过程。第19页/共40页(2)气体循环一次做的净功为图中矩形面积第20页/共40页(3)证明TaTc=TbTd第21页/共40页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。第22页/共40页解：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等压过程中功第23页/共40页在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。第24页/共40页16.汽缸内有2mol氦气（He）,初始温度为27°C,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？第25页/共40页第26页/共40页第27页/共40页17.0.02kg的氦气（视为理想气体）,温度由17°C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。第28页/共40页第29页/共40页18.一定量的刚性双原子分子气体,开始时处于压强为P0=1.0×105Pa,体积为V0=4×10-3m3,温度为T0=300K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?第30页/共40页第31页/共40页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=1.013×105Pa).第32页/共40页第33页/共40页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h=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）第34页/共40页解：单原子分子的自由度i=3。从图可知，ab是等压过程，第35页/共40页（2）（3）第36页/共40页21.一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，