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1、1 大学物理大学物理 AII作业作业No.12热力学第二定律热力学第二定律班级班级 _ 学号学号 _ 姓名姓名 _ 成绩成绩 _一、一、判断题判断题： （用“T”和“F”表示） T T 1热力学第二定律说明自动发生的热力学过程总是沿着无序度增加的方向进行。 F F 2第一类永动机指热机效率为 100%的热机。 F F 3一热力学系统经历的两个绝热过程和一个等温过程，可以构成一个循环过程。 F F 4不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程。 T T 5可逆过程一定是准静态过程。二、二、选择题：选择题：1关于熵增原理，正确的理解是 D(A) 熵增量大于零的过程为不可能自发进行的过程 (B) 一切热
2、力学过程总是熵增加(C) 孤立系统的熵变为零(D) 孤立系统的熵永不会减少解：根据熵增原理，选 D 2对于循环热机，在下面节约与开拓能源的几个设想中，理论上可行的是： B(A)改进技术，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作功 (C)从一个热源吸热，不断作等温膨胀，对外作功 (D)从一个热源吸热，不断作绝热膨胀，对外作功解：解：根据热力学第二定律，(A)是第二类永动机，是不可能制成的；(C)是单热源机；(D) 是从热源吸热怎么作绝热膨胀。 只有 B 是正确的。3如图，分别表示某人设想的理想气体的四种循环过程，请选出在物理原理上可能实现的循环B 解：解：由绝
3、热过程和等温过程方程知在 P-V 相图中绝热线与等温线在交点处绝热线的斜率 值大于等温线，所以（A）图错；又由热力学第二定律的反证法知二条绝热线不可能 相交；所以（C） 、 （D）图错。故选 B24 用下列两种方法B (1) 使高温热源的温度1T升高T；(2) 使低温热源的温度2T降低同样的T值，分别可使卡诺循环的效率升高1和2，两者相比：(A)12;(B)12;(C)12;(D) 无法确定哪个大。解解：卡诺循环效率121TT，对121TT，求两方法的全微分得112 2 12 1TT TTTTT112)( TT TT因为12TT ，所以由上二式可知：12。5对于一定量的理想气体组成的系统，在以
4、下叙述中正确的是 3（1）经过等温压缩过程，熵增加 （2）经过绝热自由膨胀过程，熵变为零 （3）经过等温压缩过程，熵减少 （4）经过绝热自由膨胀过程，熵减少 解：经分析，只有解：经分析，只有 3 正确。正确。三、填空题：三、填空题：1一卡诺热机（可逆的） ，低温热源的温度为C027，热机效率为 40%，其高温热源温度为500K。今欲将该热机效率提高到 50%，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加100K。解解：卡诺循环效率：121TT，由题意： K5006 . 0 300 1%,402 1TTOVp(D)等温绝热绝热OVp(C)绝热绝热等压(A)等温等容绝热OVP(B)等温绝热容等OVP
5、3故高温热源温度为KT5001 K100,K6005 . 0 300 1%,5012 1TTT。故高温热源的温度应增加KT10012有人宣称已制成一部热机，它在水的沸点和冰点之间运行，能达到 75%的效率。认为物理上是不可行不可行。 （填：可行的、不可行）解：解：在二热源之间工作的卡诺热机效率最大值%81.263732731112TT理论而设计热机的预计效率能达到 75%的效率，这是不可能的。3从统计意义上解释：不可逆过程实际上是一个从概率较小的状态到概率较大的状态的转变过程。（填：较大、较小）4热力学第二定律的两种表述克劳修斯叙述是：不可能使热量从低温物体传到高温物体而不产生其他的影响；开尔文叙述是：不可能从单一热源吸热完全转变为有用功而不产生其他影响。5熵增加原理表述为：在孤立 系统中进行的自发 过程总是向着熵增加的方向进行，直到熵到达最大值为止。四四、计算题计算题： 一定量的单原子分子理想气体，从初态 A 出发，沿图示直线过程变到另一状态 B，又经过等体、等压两过程回到状态 A。（1）分别计算ACCBBA,三个过程中，系统对外做的功、内能增量及吸收的热量；（2）求整个循环过程中系统对外所做的净功； （3）求循环效率。4
