大学物理热力学基础习题与解答

1、大学物理 热力学基础, C ,选择题 1. 有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分子）,它们的压强和温度都相等。现将5J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是 （A） 6 J （B） 5 J （C） 3 J （D） 2 J,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的功三者均为负值： （A）等容降压过程 （B）等温膨胀过程 （C）绝热膨胀过程 （D）等压压缩过程 （ ）,D,3. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W

2、 / Q 等于： （A）1 / 3 （B）1 / 4 （C）2 / 5 （D）2 / 7 （ ）,D,4热力学第一定律表明： （A）系统对外所作的功小于吸收的热量； （B）系统内能的增量小于吸收的热量； （C）热机的效率小于1； （D）第一类永动机是不可能实现的。 （ ）,D, A ,5. 如图所示，一定量理想气体从体积为V1 膨胀到V2 ，AB 为等压过程，AC 为等温过程， AD为绝热过程，则吸热最多的是： （A） AB 过程 （B）AC 过程 （C） AD 过程 （D）不能确定, C ,6. 根据热力学第二定律判断下列哪种说法是 正确的： （A）热量能从高温物体传到低温物体，但不能 从低

3、温物体传到高温物体； （B）功可以全部变为热，但热不能全部变为功； （C）气体能够自由膨胀，但不能自由压缩； （D）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能 量，但无规则运动的能量不能够变为有规则 运动的能量。, B ,7. 一定量理想气体，沿着图中直线状态从 a 变到状态 b ，则在此过程中 （A） 气体对外作正功，向外界放出热量； （B） 气体对外作正功，从外界吸热； （C） 气体对外作负功，向外界放出热量； （D） 气体对外作正功，内能减少。, D ,（A）净功增大，效率提高； （B）净功增大，效率降低； （C）净功和效率都不变； （D）净功增大，效率不变,8. 如图，一卡诺机由原来采用循

4、环过程 a b c d a 改为采用循环过程 ，则循环过程 的,传热,做功,温度的变化,过程,填空题 1. 要使一热力学系统的内能增加，可以通过 或 两种方式，或者两种 方式兼用来完成。理想气体的状态发生变 化时，其内能的增量只决定于 ，而与 无关。,124.7,-84.35,2 一气缸内储有 10 mol 单原子分子理想气体，在压缩过程中，外力做功 209 J，气体温度升高 1 K，则气体内能的增量 E 为 J， 吸收的热量 Q 为 J。,1/2,2,3. 16 g 氧气在 400 K 温度下等温压缩，气体放出的热量为 1152 J ，则被压缩后的气体的体积为原体积的 倍，而压强为原来压强的

5、 倍。,4一定量的氧气，经绝热压缩过程，体积变为 原来的五分之一，若初始温度为 ，压强为 ，则压缩后的压强为 ，温度 为 K。,9.52,571,5某理想气体在 p-V图上等温线与绝热线相交于 A点，如图。已知 A点的压强 ，体 积 ，而且 A点处等温线斜率与绝 热线斜率之比为0.714。现使气体从 A点绝热膨胀 至B点，其体积 ，B点处的压强 为 。,7.58104Pa,6一定量的理想气体从同一初态A出发，分别经 历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到V2。 在上述三种过程中， 过程对外作功最多； 过程对外作功最少， 过程内能 增加； 过程内能减少。,等压,等压,绝热,绝热,卡诺,25%

6、,7. 以一定量的理想气体作为工作物质，在 P - T图中经图示的循环过程。图中a b及 c d为两个绝热过程，则循环过程为 循环， 其效率为 。,320 K,8. 一卡诺热机在每次循环中都要从温度为 400 K 的高温热源吸热 418 J ，向低温热源放热 334.4 J ，低温热源的温度为 。如果将上述卡诺热机的每次循环都逆向地进行，从原则上说，它就成了一部致冷机，则该逆向卡诺循环的致冷系数为 。,4,计算题 11mol 氢气，在压强为 1 atm ，温度为 20 oC 时，体积为V0 . 现使氢气分别经如下过程到达同一末态。（1）先保持体积不变，加热使其温度升高到80 oC，然后令其作等

7、温膨胀，直至体积变为原体积的两倍；（2）先使其作等温膨胀至体积为原体积的两倍， 然后保持体积不变，加热到 80 oC . 试分别求出上述两个过程中气体的吸热，做功和内能的增量，并作出 P-V 图（氢气可视为理想气体）。,20 C,80 C,解,（1）,等容过程,等温过程,（2）,等温过程,等容过程,2. 一定量的单原子分子理想气体，从A态出发经过等压过程膨胀到B态，又经过绝热过程膨胀到C态，如图所示。试求这全过程中，该气体对外所做的功、内能的增量以及吸收的热量。,解,全过程：,由图得，,3. 图所示，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 ，最后经过等温过程而完成一个循环。求该循环过程中系统对外做的功 A 和吸收的热量 Q .,解：设状态 c 的体积为V2 , 由于a , c 两状态的温度相同,在 b c 等压过程中功,故,循环过程,而在 a b 等容过程中功,在 c a