工科大一物理作业省公开课一等奖全国示范课微课金奖

1.对于室温下双原子分子理想气体，在等压膨胀情况下，系统对外所做功与从外界吸收热量之比A/Q为：(A)1/3；(B)1/4；(C)2/5；(D)2/7大学物理作业八参考解答

一、选择题：答：D解：故：第1页2.“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收热量全部用来对外做功”。对此说法有以下几个评论，其中正确是：(A)不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律；(B)违反热力学第一定律，但不违反热力学第二定律；(C)不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；(D)违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律答：C第2页3.在给出4个图像中，能够描述一定质量理想气体在可逆绝热过程中密度随压强改变图像为：pρpρpρpρ(A)(B)(C)(D)

答：D解：绝热过程：第3页4.一定质量理想气体经过压缩过程后，体积减小为原来二分之一，假如要使外界所做机械功为最大，那么这个过程应是:(A)绝热过程； (B)等温过程；(C)等压过程； (D)绝热过程或等温过程均可5.关于可逆过程和不可逆过程判断：(1)可逆热力学过程一定是准静态过程；(2)难静态过程一定是可逆过程；(3)不可逆过程就是不能向相反方向进行过程；(4)凡有摩擦过程，一定是不可逆过程。以上4种判断正确是(A)(1)(2)(3)； (B)(1)(2)(4)；(C)(2)(4)； (D)(1)(4)答：A答：D第4页6.你认为以下哪个循环过程是不可能：绝热线、等温线、等压线组成循环；绝热线、等温线、等容线组成循环；(C)等容线、等压线、绝热线组成循环；(D)两条绝热线和一条等温线组成循环7.一绝热容器被隔板分成两半，二分之一是真空，另二分之一是理想气体．若把隔板抽出进行自由膨胀，到达平衡后：(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，熵不变答：D答：A第5页8.甲说：由热力学第一定律可证实，任何热机效率不能等于1。乙说：热力学第二定律可表述为效率等于100％热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可证实任何可逆热机效率都等于1-T2/T1。丁说：由热力学第一定律可证实理想气体可逆卡诺热机循环效率等于1-T2/T1。对上述说法，有以下几个评论，哪种评论是正确：(A)甲、乙、丙、丁全对； (B)甲、乙、丙、丁全错；(C)甲、乙、丁对，丙错； (D)乙、丁对，甲、丙错答：D第6页1.在热力学中，“做功”和“传递热量”有着本质区分，“做功”是经过

来完成；“传递热量”是经过

实现。2.理想气体在等容、等压、绝热改变过程中，内能增量表示式为

。。3.在常压下，把一定量理想气体温度升高50℃，需要160J热量，在体积不变情况下，把此气体温度降低100℃，将放出240J热量，则此气体分子自由度是

。

二、填空题：能量转换能量转移6解：等压过程等体过程第7页4.2mol二氧化碳，在常压下加热，使温度从30℃升高到80℃，则(1)气体内能增量为

；(2)气体膨胀时所做功

；(3)气体吸收热量

。解：2493J831J3324J第8页5.假如有一定量气体作如右图所表示循环过程，则气体所做净功为

。pp03p0v03v0V6.一卡诺热机从373K高温热源吸热，向273K低温热源放热。若该机从高温热源吸收l000J热量，则该机所作功W＝

，放出热量Q2＝

。7.设高温热源绝对温度是低温热源绝对温度n倍，则在一卡诺循环中，气体交给低温热源热量是从高温热源得到热量

倍。

-2p0V0

268J732J1/n

第9页8.热力学第二定律开尔文表述和克劳修斯表述是等价，都表明在自然界中与热现象相关实际宏观过程都是不可逆。开尔文表述指出了

过程是不可逆，而克劳修斯表述指出了

过程是不可逆。9.从统计意义来解释：不可逆过程实质上是一个

转变过程，一切实际过程都向着

方向进行。功热转换热传导从概率小状态向概率大状态状态概率增大，熵值增加第10页1.假如一定量理想气体，其体积和压强依照规律改变，其中a为已知常数。试求：(1)气体从体积V1膨胀到V2所做功；(2)体积为V1时温度T1与体积为V2时温度T2之比。解：(1)

三、计算题：第11页

(2)

又

即:

所以

故:第12页2.一气缸内贮有10mol单原子理想气体，在压缩过程个，外力做功209J，气体升温1℃。求：(1)气体内能增量；(2)气体在此过程中吸收热量；(3)在此过程中气体摩尔热容。解：(1)

(2)

(3)

第13页3.证实：(1)系统两条绝热线不能相交;(2)绝热线与等温线不能交于两点。(2)如图，如绝热线和等温线能相交于两点，那么如绝热线1和等温线3能组成循环aca（100%效率循环），违反热力学第二定律，故绝热线和等温线不能相交两次。abcd证实：（反证法）（1）如图，如两条绝热线1，2能相交，那么和等温线3可组成循环abda（100%效率循环），违反热力学第二定律，两条绝热线故不能相交。绝热1绝热2等温3第14页4.居室内气温保持为27℃，在此室内放置着一台冰箱，用此冰箱做一盒-13℃冰块需要从冰冻室中取走2.09×10^5J热量排放到居室空气中，假定冰箱是理想卡诺致冷机：(1)做一盒含有上述冷热程度冰块，需要对此致冷机工质做多少功?(2)如此冰箱能从其冷冻室取出热量“速率”为2.09×10^2J/s，求所需电功率是多少。(3)做上述一盒冰块需要多长时间?解：(1)

第15页(2)

(3)第16页5.设某孤立系统由三个粒子组成，每个粒子仅可能以相同概率出现在空间中宏观上无法区分A、B两个区域，粒子有且仅有两个等概率可能运动方向，每个粒子可能含有动能状态为E0或2E0，且处于每种动能状态概率相等，当系统总动能为5E0时，此系统波尔兹曼熵为多少？(提醒：考虑在位置-速度相空间中微观状态数)位置宏观状态：A3B0A2B1A1B2A0B3而A2B1A1B2又各包含3个微观态动能微观状态：a2b