大学物理-第六章练习答案

第六章热力学基础练习一一.选择题1.一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，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。2.对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作做的功三者均为负值。（C）(A)等容降压过程；(B)等温膨胀过程；(C)等压压缩过程；(D)绝热膨胀过程。ppVVOOabc(1)(2)def图13.一定量的理想气体，分别经历如图1(1)所示的abc过程(图中虚线ac为等温线)和图1(2)所示的ppVVOOabc(1)(2)def图1(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def过程都吸热；(D)abc过程def过程都放热。··OABVp图.24.如图2，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态B(··OABVp图.2对外做正功；(B)内能增加；(C)从外界吸热；(D)向外界放热。二.填空题1.一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统不随时间变化的三个宏观量是PVT，而随时间变化的微观量是每个分子的状态量。2.一定量的单原子分子理想气体在等温过程中，外界对它做功为200J，则该过程中需吸热__-200_____J。3.一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J，气体向外界放热620J，则气体的内能减少，(填增加或减少)，=-380J。4.处于平衡态A的热力学系统，若经准静态等容过程变到平衡态B，将从外界吸热416J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C，将从外界吸热582J，所以，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界所做的功为582-416=166J。三.计算题1.一定量氢气在保持压强为4.00×Pa不变的情况下，温度由0℃升高到50．0℃时，吸收了6.0×104J的热量。(1)求氢气的摩尔数?(2)氢气内能变化多少?(3)氢气对外做了多少功?(4)如果这氢气的体积保持不变而温度发生同样变化、它该吸收多少热量?解：（1）由得（2）（3）（4）2.一定量的理想气体，其体积和压强依照=的规律变化，其中为常数，试求：(1)气体从体积膨胀到所做的功；(2)体积为时的温度与体积为时的温度之比。(1)：(2):3.一热力学系统由如图3所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。(1)如果它沿adb过程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量?图3(2)当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热图3解：根据热力学第一定律（1）∵a沿acb过程达到状态b，系统的内能变化是：第六章热力学基础练习三一.选择题S1S2PVO图11.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图1中阴影部分)分别为S1S2PVO图1(A)S1>S2；(B)S1=S2；(C)S1<S2；(D)无法确定。2.在下列说法中，哪些是正确的？（C）(1)可逆过程一定是平衡过程；(2)平衡过程一定是可逆的；(3)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的。(A)(1)、(4)；(B)(2)、(3)；(C)(1)、(2)、(3)、(4)；(D)(1)、(3)。3.根据热力学第二定律可知（D）(A)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，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；(D)一切自发过程都是不可逆的。4.“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功”。对此说法，有以下几种评论，哪种是正确的？（C）(A)不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律；不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。二.填空题1.如图2的卡诺循环:(1)abcda，(2)dcefd，(3)abefa，其效率分别为:=1/3，=1/2，=2/3。2.卡诺致冷机，其低温热源温度为T2=300K，高温热源温度为T1=450K，每一循环从低温热源吸热Q2=400J，已知该致冷机的致冷系数=Q2/A=T2/(T1－T2)(式中A为外界对系统做的功)，则每一循环中外界必须做功A=200J。3.1mol理想气体(设=Cp/CV为已知)的循环过程如图3的T—V图所示，其中CA为绝热过程，A点状态参量(T1，V1)和B点的状态参量(T1，V2)为已知，试求C点的状态量:Vc=，Tc=，Pc=。ppVT02T03T0Oabcdef图2AABCOTV图3三.计算题1.一热机在1000K和300K的两热源之间工作，如果(1)高温热源提高为1100K；(2)低温热源降低为200K，从理论上说，热机效率各可增加多少?为了提高热机效率哪一种方案为好?热机在1000K和300K的两热源之间工作，，解:高温热源提高为1100K：，效率提高：低温热源降低为200K：，效率提高：提高热机效率降低低温热源的温度的方案为好。T(K)V(10-2m3)Oabc12图42.1mo