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1、热力学基础习题练习一、选择题1. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高(D) 以上说法都不对2. 在下面节约与开拓能源的几个设想中, 理论上可行的是 (A) 在现有循环热机中进行技术改进, 使热机的循环效率达100% (B) 利用海面与海面下的海水温差进行热机循环做功 (C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外做功 (D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外做功3. 一定质量的理想气体经历了下列哪一个变化过程
2、后, 它的内能是增大的? (A) 等温压缩 (B) 等体降压 (C) 等压压缩 (D) 等压膨胀4. 理想气体由初状态( p1, V1, T1）绝热膨胀到末状态( p2, V2, T2)，对外做的功为 (A) (B) (C) (D) 5. 一定量的理想气体分别经历了等压、等体和绝热过程后其内能均由E1变化到E2 在上述三过程中, 气体的 (A) 温度变化相同, 吸热相同 (B) 温度变化相同, 吸热不同 (C) 温度变化不同, 吸热相同 (D) 温度变化不同, 吸热也不同6. 一定质量的理想气体从某一状态经过压缩后, 体积减小为原来的一半, 这个过程可以是绝热、等温或等压过程如果要使外界所做的
3、机械功为最大, 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图9-1-34 7. 一定量的理想气体从初态开始, 先绝热膨胀到体积为2V, 然后经等容过程使温度恢复到T, 最后经等温压缩到体积V ，如图9-1-34所示在这个循环中, 气体必然 (A) 内能增加 (B) 内能减少 (C) 向外界放热 (D) 对外界做功8. 在下面节约与开拓能源的几个设想中, 理论上可行的是 (A) 在现有循环热机中进行技术改进, 使热机的循环效率达100% (B) 利用海面与海面下的海水温差进行热机循环做功 (C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外做功
4、 (D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外做功9. 卡诺循环的特点是 (A) 卡诺循环由两个等压过程和两个绝热过程组成 (B) 完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源 (C) 卡诺循环的效率只与高温和低温热源的温度有关 (D) 完成一次卡诺循环系统对外界做的净功一定大于010. 热力学第二定律表明 (A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用功 (B) 在一个可逆过程中, 工作物质净吸热等于对外做的功 (C) 摩擦生热的过程是不可逆的 (D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体11. 图9-1-50所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中一个在理论上可能
5、实现的循环过程的图的符号 图9-1-50 图9-1-5112. 在图9-1-51中，IcII为理想气体绝热过程，IaII和IbII是任意过程此两任意过程中气体做功与吸收热量的情况是 (A) IaII过程放热，做负功；IbII过程放热，做负功 (B) IaII过程吸热，做负功；IbII过程放热，做负功 (C) IaII过程吸热，做正功；IbII过程吸热，做负功 (D) IaII过程放热，做正功；IbII过程吸热，做正功二、填空题1. 各为1 mol的氢气和氦气, 从同一状态(p,V)开始作等温膨胀若氢气膨胀后体积变为2V, 氦气膨胀后压强变为, 则氢气和氦气从外界吸收的热量之比为 2. 一定量气
6、体作卡诺循环, 在一个循环中, 从热源吸热1000 J, 对外做功300 J 若冷凝器的温度为7C, 则热源的温度为 图9-2-113. 1mol理想气体(设为已知)的循环过程如图9-2-11所示，其中CA为绝热过程，A点状态参量()，和B点的状态参量()为已知则C点的状态参量为： ， ， 图9-2-124. 一定量的理想气体，从A状态经历如图9-2-12所示的直线过程变到B状态，则AB过程中系统做功_, 内能改变E_5. 质量为m、温度为的氦气装在绝热的容积为的封闭容器中，容器一速率v作匀速直线运动当容器突然停止后，定向运动的动能全部转化为分子热运动的动能，平衡后氦气的温度增大量为 6. 一
7、定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3) 绝热过程其中：_过程气体对外做功最多；_过程气体内能增加最多；_过程气体吸收的热量最多图9-2-177. 一定量的理想气体，从状态a出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到体积V2，试在图9-2-17中示意地画出这三种过程的pV图曲线在上述三种过程中： (1) 气体的内能增加的是_过程； (2) 气体的内能减少的是_过程8. 将热量Q传给一定量的理想气体，(1) 若气体的体积不变，则其热量转化为 ； (2) 若气体的温度不变，则其热量转化为 ；(3) 若气体的
8、压强不变，则其热量转化为 三、计算题1. 1 mol刚性双原子分子的理想气体，开始时处于、的状态，然后经图9-3-1所示的直线过程I 变到、的状态后又经过方程为（常量）的过程II变到压强的状态求：(1) 在过程I中气体吸的热量;图9-3-1(2) 整个过程气体吸的热量2. 一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为、低温热源温度为时，其每次循环对外做净功8000 J今维持低温热源的温度不变，提高高温热源的温度，使其每次循环对外做净功10000 J若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求：(1) 第二个循环热机的效率；(2) 第二个循环的高温热源的温度3. 如图9-3-6所示，一金属圆筒中
9、盛有1 mol刚性双原子分子的理想气体，用可动活塞封住，圆筒浸在冰水混合物中迅速推动活塞，使气体从标准状态(活塞位置I)压缩到体积为原来一半的状态(活塞位置II)，然后维持活塞不动，待气体温度下降至0，再让活塞缓慢上升到位置I，完成一次循环冰水混合物图9-3-6 (1) 试在p-V图上画出相应的理想循环曲线； 图9-3-7 (2) 若作100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则有多少冰被熔化? (已知冰的熔解热3.35105 J kg1，普适气体常量 R = 8.31 J mol1 K1)4. 比热容比1.40的理想气体，进行如图9-3-7所示的abca循环，状态a的温度为300 K (1)
10、 求状态b、c的温度； (2) 计算各过程中气体所吸收的热量、气体所做的功和气体内能的增量; (3) 求循环效率 5. 绝热壁包围的汽缸被一绝热的活塞分成A，B两室，活塞在汽缸内可无摩擦自由滑动，每室内部有1mol的理想气体，定容热容量开始时，气体都处在平衡态现在对A室加热，直到A中压强变为2为止(1) 求加热之后，A、B室中气体的体积和温度;(2) 在这过程中A室中的气体做了多少功?(3) 加热器传给A室的热量多少?图9-3-196. 图9-3-19所示为一循环过程的T-V曲线该循环的工质的物质的量为的理想气体，其中和均已知且为常量已知a点的温度为，体积为V1，b点的体积为V2，ca为绝热过
11、程求：(1) c点的温度；(2) 循环的效率7. 设一动力暖气装置由一台卡诺热机和一台卡诺制冷机组合而成热机靠燃烧时释放的热量工作并向暖气系统中的水放热；同时，热机带动制冷机制冷机自天然蓄水池中吸热，也向暖气系统放热假定热机锅炉的温度为，天然蓄水池中水的温度为，暖气系统的温度为，热机从燃料燃烧时获得热量2.110J ，计算暖气系统所得热量热力学基础 答案一、选择题1. A 2. B 3.D 4. C 5. B 6. A 7. C 8. B 9. C 10. C 11. B 12. B二、填空题1. 1:1 2. 127 C 3. , , 4. 5. 解图9-2-176. 等压，等压，等压7. 过程曲线如解图9-2-17所示，其中ab为等压过程, ac为等温过程, ad为绝热过程(1) 等压; (2) 绝热8. (1) 气体内能；(2) 气体对外做功；(3) 内能和对外做功三、计算题1. 解：(1) 在过程中气体对外做功为 内能增量为解图9-3-1由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为 (2) 在过程II中气体对外做功为d又据可得所以过程II气体内能增量为 过程II气体吸热 整个过程气体吸收热量 2. 解：(1) ，第二个热机不变，则 (2) 由 得 解图9-3-63. 解：(1) pV图上循环曲线如解图9-3-6所示，其中ab为绝热线，bc为等体线，ca为等温线
