热力学习题集上的题--2

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1、5-68 关于热工转换和热量传递过程，有下面一些叙 述：功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功；一切热机的效率都只能够小于1；热量不能从低温物体向高温物体传递；热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的。以上这些叙述中正确的是（A）、。（B）、。（C）、。（D）全部正确。 A1.关于对可逆过程和不可逆过程的理解，正确的是 A.可逆过程是无磨擦的力学过程 B.能使系统复原的过程一定是可逆过程 C.可逆过程一定是准静态过程 D.不可逆过程一定是非静态过程 2.关于热功转换过程，下述说法正确的是 A.不能使功全部转变为热 B.不能使热全部转变为功 C.不能利用工质的循环过程，从单一热源吸热，使之全部转

2、变为功 D.以上答案均不正确CC3.理想气体分别进行两个可逆卡诺循环：abcda 和abcda ,它们的效率分别为和 ,每次循环 从高温热源吸热分别为Q和Q，设两闭合曲线所围 面积相等，则：B5-64. 如图所示，工作物质经过程 aIb与过程bIIa完成一循环过程。已 知在过程aIb中工作物质与外界交换 的净热量为Q，过程bIIa为绝热过程 ，a点处温度，b点温度分别是循环 过程中最高、最低温度，图中循环 曲线所包围的面积为A。则该循环的 效率为 A. B. C. D.E.ab和ba两个过程根本不能组成循环过程。D7-9、一定量理想气体，其状态在图上沿着一条直线 从平衡态改变到平衡态（如图），

3、该过程是：(A) 放热降压过程； (B) 吸热升压过程；(C) 吸热降压过程； (D) 绝热降压过程。 从 温度升高,所以 。 体积增大， 在V-T图上,ob是等压线，设ob与交于C，则而CA为等容线，C5-14 有氢 ，在体积温度的状态 下，保持体积不变加热使其温度升高到， 然后令其等温膨胀，体积变为原来的倍。全 部过程中氢气对外界做功为 ，内 能增量为 ，吸热为 （设氢气可视为刚性双原子理想气体）。5-19 一定量理想气体经准静态过程从初态变化到容积为 的末态 b，若已知过程方程为则该过程中气体对外做功 _，气体的摩尔热容量 C = _。（气体的定容摩尔热容量为已知量） 5-25 3mol

4、 温度为 T0=273K 的理想气体，先经等温过 程体积膨胀到原来的 5 倍，然后等容加热，使其末态 的压强刚好等于初态压强，整个过程传给气体的热量 为 。试画出此过程的p-V图，并求这种气体 的比热容比（ 摩尔热熔比）的值。 pabcV已知:解: (1)(2)(3)pabcV(4)以上四式联立,解得5-28 一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的abc 过程（图中虚线ac为等温线）、图（2）所示的def过程（ 图中虚线df为绝热线）。判别这两种过程是吸热还是放热 。（A）abc吸热，def放热。（B）abc放热，def吸热。（C）两过程都吸热。 （D）两过程都放热。答案：（A）abc吸热

5、，def放热。5-30 图示为一理想气体几种状态变化过程的p-V图， 其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM 三种准静态过程中，温度升高的是_ 过程；气 体吸热的是_过程。 BM,CM CM00可证明:5-32 在所给出的四个图像中，描述一定量的理想 气体在绝热过程中密度随压强变化的图像是 （ ）D5-35 气缸中有一定量的氦气（视为理想气体）， 经过绝热压缩，使其体积变为原来的一半，则气体 分子的平均速率变为原来的_倍。 5-36 气缸内有一种刚性双原子分子的理想气 体。若经绝热膨胀后气体的压强减少了一半 ，则变化前后气体内能之比 5A555-48 如图所示：绝热过程AB、DC，

6、等温过程CEA， 任意过程BED，组成一循环过程。若图中EDC所包围 的面积为70J，EBA所包围的面积为30J，CEA过程中 系统放热100J，则BED过程中系统吸热为_。E循环过程ABEDCEA:系统对外所作净功：整个过程系统吸热：5-37 试证明2 mol的氦气和3 mol的氧气组成的混合气 体在绝热过程中也有pVg=C，而g31/21(氧气、氦气 以及它们的混合气均看作理想气体).证：氦氧混合气体的定体热容量 状态方程： pV = 5RT dT = (p dV + Vdp) / (5R) 2分绝热过程中用热力学第一定律可得： CV dT = -p dV 2分 由上两式消去dT -p d

7、V = (21/2)R (p dV + Vdp) / (5R) =(21/10) (p dV + V dp) 即： (31/10)p dV + (21/10)Vdp = 0 积分得： pV 31/21 = C 上式可写作 ， g 31/21 4分5-59 1mol 单原子分子的理想气体，经历如图 所示的可逆循环，联结ac两点的曲线的方程为 。A点的温度为 。试以 、R表示ab、 bc、ca个过程中气体吸收的热量；求此循环 的效率。 方法1方法2方法 ：例：如图所示，一个四周用绝热材料制成的气缸，中 间有一用导热材料制成的固定隔板C把气缸分成A、B 两部分D是一绝热的活塞A中盛有1 mol氦气，

8、B中 盛有1 mol氮气(均视为刚性分子的理想气体)今外界 缓慢地移动活塞D，压缩A部分的气体，对气体作功为 W，试求在此过程中B部分气体内能的变化A室和B室两者间有良导热材料构成的固定导热板C 隔开，又因为活塞D移动缓慢，可认为两系统作准静 态变化且， 1分氦为单原子分子，自由度为3， 1分氮为刚性双原子分子，自由度为5， 2分 系统做等容变化，则 1分1分由以上各式有 : 1分2分对系统使用热力学第一定律，规定 为外界作功，则5-67 假设理想气体的某一循环由等温过程和绝热 过程组成（如图）。此循环过程（A）仅违反热力学第一定律。（B）既违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。（C）仅违

9、反热力学第二定律。从a 到b绝热压缩,外界 对系统作功应等于系统 内能的增加,但a,b状态 温度相同!违反热力学第 一定律!b-a只从单一热源吸热 ，并对外作功， !违 反热力学第二定律!5-71 在一个孤立系统内，一切实际过程都向着_ 的方向进行，这就是热力学第二定律的统计意义。从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是_ 。 热力学概率增大不可逆过程5-2、一系统由图中的a态沿abc到达c态时，吸收的热量为 ，同时对外做功为 ，如果沿adc进行，系统做功为 ，这时系统吸收的热量为 ；当系统由c态沿曲线ca返回a态时，如果外界对系统做功为 ，这时系统传递给外界的热量为 。 5-6、气体状态

10、方程 ，其中 为温度函数，若气体等温地从压强 变到压强 ，则对外做功为 。 5-8、一定量理想气体，由一个平衡态经历某过程变 化到另一平衡态，它的温度升高了，对该理想气体系 统可以断定（1）它从外界吸了热；（2）外界对它作 了正功；（3）它的内能增加；（4）它既从外界吸了 热又对外作了正功。以上断言中正确的是：（A）(1)、(3)； （B）（2）、（3）； （C）(3)； （D）（3）、（4）； （E）（4）。 C5-10、 一气缸内储有10 mol 的单原子分子理想气体 ，在压缩过程中外界做功209气体升温1,此过程 中气体内能增量为 ，外界传给气体的热量为 。三）分子动理论：一）一个重要的

11、方程二）一个重要的分布律： A）Maxwell分布律3、归一化条件：注意：1、条件-平衡态 2、分布函数的意义；三)四个重要的统计规律：1）压强公式2）温度公式3）能均分原理（平衡态中，均分到每个自由度上的能量为:3）能均分原理（平衡态中，均分到每个自由 度上的能量为: 分子的平均总能量M克气体的内能4）分子的平均自由程和碰撞频率四、热力学基础 一）热一律1、表述：某系统从外界吸收热量其一部份用 来增加系统的内能，另一部份用来对外作功。 对有限过程： 对微小过程：实质：包含热现象在内的能量守恒与转化定律。 实用范围：任何热力学系统、任何热力学过程。2 功的计算V1V2VP b在准静态过程中，热

12、一律：3、热的计算 ：Q=cm T：Q=E+A：注意： 热容量 与过程式有关；等容过程：等压过程：4、热一律对等值过程的应用 分析的依据：或：主要公式:过 程等 体等 温等 压系统作功常 数常 数常 数参量 方程吸 热0摩尔热容过 程绝 热系统作功参量 方程吸 热摩尔热容常数常数常数00二、循环过程 物质系统经历一系列变化 过程又回到初始状态的周 而复始的过程。PV热机-通过循环过程不断把热转换为功的机器高温热源低温热源热机WVP热机的效率高温热源低温热源制冷机W VP致冷系数致冷机是在外界作功的条件下从低温热源吸收 热量传向高温热源。卡诺循环高温热源T1低温热源T2cornotWVPA（P1

13、V1T1）B（P2V2T1）C（P3V3T2） D（P4V4T2）Q1Q2热机效率： （正循环）其致泠系数： （逆循环）1）可逆过程与不可逆过程一切自发过程都是不可逆过程。 准平衡过程+无磨擦的过程是可逆过程。三、热二律一切实际过程都是不可逆过程。2、热力学第二定律的两种表述 开尔文（Kelvin)表述单一热源（T ）热机不可能制造一种机器，只从 单一热源吸收热量使之完全 变为有用功而不产生其它影 响。Kelvin表述：第二种永动机是制造不出来的。克劳修斯（Clausius）表述高温热源（T2）低温热源（T1）热量不会自动地从低温 热源传向高温热源。热二律的实质是表明一切自发过程都是不可 逆的。它是说明热力学过程的方向、条件和 限制的。 3）热二律的数学表达式-熵增加原理熵增加原理：在一个孤 立系统（或绝热系统）可 能发生的过程是熵增加或保持不变的过程。熵的定义：某系统宏观状态的熵 熵是状态量孤立系统内进行的过程总是由微观状