第八章-热力学答案

姓名__________学号____________《大学物理Ⅰ》答题纸第八章PAGEPAGE4第八章热力学基础（2014）选择题1.【基础训练4】［A］一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2分别经历的过程是：A→B等压过程，A→C等温过程；A→D绝热过程，其中吸热量最多的过程(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。【参考答案】根据热力学过程的功即过程曲线下的面积，知；再由热力学第一定律气体吸热AD过程；AC过程；AB过程，且2【基础训练6】［B］如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是(A)p0．(B)p0/2．(C)2γp0．(D)p0/2γ．【参考答案】该过程是绝热的自由膨胀过程，所以由热力学第一定律∴3【基础训练10】［D］一定量的气体作绝热自由膨胀，设其热力学能增量为，熵增量为，则应有(A)(B)．(C)．(D)【参考答案】由上题分析知：；而绝热自由膨胀过程是不可逆的，故熵增加。4.【自测提高3】［A］一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的abc过程，(图中虚线ac为等温线)，和图（2）所示的def过程(图中虚线df为绝热线)．判断这两种过程是吸热还是放热．(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．【参考答案】内能是状态量，与过程无关。所以图（1）中：abc过程和ac过程的内能增量相同,并由ac为等温线可知。而功是过程曲线下的面积，显然abc过程的功。由热力学第一定律：abc过程：所以abc过程是吸热过程。同理，在图（2）中：def过程和df过程的内能增量相同，并由绝热df过程知根据过程曲线下的面积：def过程的功小于df过程的功所以def过程所以def过程是放热过程5.【自测提高4】［B］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降低同样的值T，分别可使卡诺循环的效率升高和，两者相比,(A)．(B)．(C)=．(D)无法确定哪个大．【参考答案】由卡诺循环效率公式有6.【自测提高6】［B］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．【参考答案】既然是绝热过程就有，而两个绝热过程对应的温度变化值相同的数值相同，所以作功的数值相同，即过程曲线下的面积相同。填空题7.【基础训练13】一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热500J；若为双原子分子气体，则需吸热700J.【参考答案】据题意对于单原子分子内能所以对于双原子分子8.【基础训练14】给定的理想气体(比热容比为已知)，从标准状态(p0、V0、T0)开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的温度T＝压强p＝【参考答案】已知绝热过程的体积变化，求温度的变化，选绝热过程方程15.【自测提高18】气缸内贮有36g水蒸汽(视为刚性分子理想气体)，经abcda循环过程如图所示．其中a－b、c－d为等体过程，b－c为等温过程，d－a为等压过程．试求：(1)d－a过程中水蒸气作的功Wda；(2)a－b过程中水蒸气内能的增量ab；(3)循环过程水蒸汽作的净功W；(4)循环效率．【参考答案】（1）过程——水蒸气作的功Ada为过程曲线下的面积，因体积减小，故功为负（2）过程（3）循环过程水蒸汽作的净功为过程曲线下所围的面积。在等温过程中依热力学第一定律循环过程水蒸汽作的净功为（4）此循环过程中，过程是吸热的过程吸热，其它两个过程都是放热过程，从过程中，故循环过程的效率为16.【自测提高19】如果一定量的理想气体，其体积和压强依照的规律变化，其中a为已知常量．试求：(1)气体从体积V1膨胀到V2所作的功；(2)气体体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比．【参考答案】解：由得依作功的定义根据理想气体状态方程17.【自测提高20】1mol单原子分子理想气体的循环过程如的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．【参考答案】解：据TV曲线知ab过程等压压缩，bc过程等容升温（压强增大），ca为等温膨胀过程。（绘出P-V曲线更便于处理问题）据理想气体状态方程，可求出b状态的温度为Tb=300KA状态的压强为(1)bc过程——吸热过程ca过程——吸热过程ab过程——吸收的热量为负值，即ab过程是放热过程(2)循环过程的功为过程曲线所包围的面积（3）四．附加题18．【自测提高21】两端封闭的水平气缸，被一可动活塞平分为左右两室，每室体积均为V0，其中盛有温度相同、压强均为p0的同种理想气体．现保持气体温度不变，用外力缓慢移动活塞(忽略磨擦)，使左室气体的体积膨胀为右室的2倍，问外力必须作多少功？【参考答案】解：设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用W1、W2表示，外力作功用表示．由题知气缸总体积为，左右两室气体初态体积均为，末态体积各为和据等温过程理想气体做功：得现活塞缓