热力学基础习题、答案及解法(2011.1.6)

热力学基础习题、答案及解法

一、选择题

1. 如图一所示，一定量的理想气体，P由平衡状态A变到平衡状态B（Pa?Pb），

A?B?则无论经过的是什么过程，系统必然 【B】

O图1V

（A）对外做正功 （B）内能增加 （C）从外界吸热 （D）向外界吸热

2. 对于室温下的单原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比WQ等于 【C】 （A）23 （B）12 （C）25 （D）27

参考答案：Wp?M?R?T Qp?M?i?2???R?T ??2?M

WpQp??R?T?M?i?2???R?T??2?22? i?253. 压强、体积、温度都相等的常温下的氧气和氦气，分别在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外做的功之比为 【C】 （A）1：1 （B）5：9 （C）5：7 （D）9：5

参考答案：Qp?M?i?2?M?5?2??3?2?RT ???T氧????T氦 ??R?T pV???2???2??2?

?T氧?T氦?Wp氧?T氧5M5R?T Wp??? ?7Wp氦?T氦74. 在下列理想气体过程中，哪些过程可能发生？ 【D】 （A）等体积加热时，内能减少，同时压强升高 （B）等温压缩时，压强升高，同时吸收 （C）等压压缩时，内能增加，同时吸热 （D）绝热压缩时，压强升高，同时内能增加

参考答案：

dV?0 W?0 Q??E?M?i??R??T ??2? dT?0 ?E?0 Q?W?M?RTlnV2Mp?RTln1 V!?p1! dp?0 Q?M?i?2?M?i?MR??T ?E?R?T ??R??T W?p?V???2??2???p0V0?M?i?dQ?0 Q?0 ?E??W??R??T???pdV???2???1?11????V??1V??1??

0?1? 5. 分别在等温、等压、等容情况下，将400J的热量传给标准状态

下的2mol氢气，关于3个过程热量和内能的变化说法正确的是【D】 （A）等容过程做功最多，等压过程内能增加最多 （B）等压过程做功最多，等容过程内能增加最多 （C）等温过程做功最多，等压过程内能增加最多 （D）等温过程做功最多，等容过程内能增加最多

参考答案：

M?i??R??T ??2?dV?0 W?0 Q??E? dT?0 ?E?0 Q?W?M?RTlnV2Mp?RTln1 V!?p1!

dp?0 Q?M?i?2?M?i?MR??T ?E?R?T ??R??T W?p?V???2??2???6. 如图所示，一定量的理想气体经历

a?b?c过程，在此过程中气体从外界吸

pbc收热量Q，系统内能变化ΔE，则以下哪种说法是正确的？ 【A】 （A）系统从外界吸收热量，内能增大； （B）系统从外界吸收热量，内能减少； （C）系统向外界放出热量，内能增大； （D）系统向外界放出热量，内能减少。

参考答案：

M?i??R??Tab ??2?aOVdV?0 W?0 Qab??Eab? dp?0 Qbc?M?i?2?M?i?MR??Tbc ?E?R?Tbc ??R??T Wbc?pb?Vbc???2?2?????Eac??Eab??EbcM?i?M?i?R?T???ab?R??Tbc??2???2? M?i???R???Tab??Tbc???2???M?i??R??Tac??2?

7. 一定量的理想气体，从p?V图上同一初态A开始，分别经过3种不同的过程渡到不同的末态，但末态的温度相同，如图所示，

pA其中A?C是绝热过程，以下说法正确的是 OVBCD【B】

（A）A?B过程中气体吸热，A?D过程中气体放热； （B）A?B过程中气体放热，A?D过程中气体吸热； （C）A?B过程中气体吸热，A?D过程中气体也吸热； （D）A?B过程中气体放热，A?D过程中气体也放热。

参考答案：A?C是绝热过程，也正是临界过程。

8. 如图所示，一定量的理想气体由V变为

V，分别经历A?B等压过程，A?C等温2pDC过程，A?D绝热过程，关于外界对系统做功，以下说法正确的是 【A】

OBV2AVV （A）绝热过程最大，等压过程最小； （B）绝热过程最大，等温过程最小； （C）等压过程最大，绝热过程最小； （D）等压过程最大，等温过程最小；

参考答案：外界对系统做功即为曲线下面积，即W??pdV。

9. 一定量理想气体经过的循环过程用

V-T曲线表示OVCpBABATOCV（图5），在此循环过程中，气体内能增大的过程是 【A】

（A）A?B （B）B?C (C)C?A (D)B?C和C?A

参考答案： 由?E?M?i??R??T 可知只有A?B的过程为气体内能增大??2?的过程。

10. 根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的。 【B】 （A）不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用功； （B）功可以全部变为热，但热不能全部变为功； （C）理想气体自由绝热膨胀过程熵增加；

（D）热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体；

二、填空题

1. 密封在体积为V的容器内的某种平衡态气体的分子数为N，则此气体的分子数密度为n=

N，设此气体的总质量为M，其摩尔质量为VM，分子数N与阿伏伽德罗N0的关系MmolMmol，则此气体的摩尔数为

为N?

MN0。 Mmol2. 对一定的气体加热，向其传递了826J的热量，受热膨胀对外做功500J。则该气体内能变化为326J。

Q??E?W ?E?Q?W?326?J?

3. 一定量的氢气在保持压强为4?105Pa不变的情况下，温度由273K

升高到323K时吸收了6?104J的热量，问氢气的量是41.26mol，

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