第九章热力学基础

第九章 热力学基础

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一、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5 J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）等体降压过程； （B）等温膨胀过程； （C）绝热膨胀过程； （D）等压压缩过程。

（ ）

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 / Q 等于

（A）1 / 3 ； （B）1 / 4 ； （C）2 / 5 ； （D）2 / 7 。

（ ） 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。 （ ） p 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

B C D 的是：

（A）AB过程； （B）AC过程； O V1 V2 V 选择题55图图 （C）AD过程； （D）不能确定。 选择题

（ ） 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。 ( )

p / atm 7．一定量理想气体，沿着图中直线状态从a（p1 = 4 atm ，

a 4 V1 = 2L ）变到状态b（p2 = 2 atm ，V2 = 4L ）。则在此过程

中 2 b (A) 气体对外作正功，向外界放出热量；

0 2 4 V / L (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； 选择题7图

1

(D) 气体对外作正功，内能减少。 ( )

p a b 8．卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中abcda增大为b’ T1 ab’c’da ，那么循环abcda与ab’c’da所作的净功和热机效率

的变化情况是 d c c’ T2 (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。 选择题8图 ( ) V

二、填空题

1．要使一热力学系统的内能变化，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，其内能的改变量只决定于 ，而与 无关。

2．一气缸内储有10 mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中，外力作功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。

3．16g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 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27?C，压强为1atm，则压缩后的压强为 atm，温度为 K。 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p1?2?105Pa，体积V1?0.5?10?3m3，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V2?1?10m，B点处的压强为 。

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， p / atm 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。

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 。

2

a c d b ?33p p1 O A B V1 V2 填空题5图

V

O 300 400 填空题7图

T / 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 。

三、计算题

1．1mol氢气，在压强为1atm ，温度为20?C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?C，然后令其作等温膨胀，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?C。试分别求出上述两个过程中气体的吸热，作功和内能的变化量，并作出

p-V图（氢气可视为理想气体）。

2．一定量单原子分子理想气体，从状态A出发经过等压过程膨胀到状态B，又经过绝热过程膨胀到状态C，如图所示。试求这全过程中，该气体对外所作的功、内能的增量以及吸收的热量。 p / atm

A B 4

C 1

3

0 2 8 V/m 计算题2图

3

3．如图所示，有一定量的理想气体，从初状态a（p1,V1）开始，经过一个等体过程，达到压强为p14的状态b，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所作的功W和所吸收的净热量Q。

p

a p1

p1 c b 4 O V V

1

计算题3图

4．设燃气涡轮机内的理想气体作如图所示的循环过程，其中1?2，3?4为绝热过程；2?3，4?1为等压过程，证明此循环的效率为 ??1??p1p

??1?2?。 p 2 3 p2 p1 O 1 计算题4图 4 V 4

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