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1、热力学基础小结及习题课,一、热力学第一定律,二、热力学第一定律的应用,1.热机效率,2.致冷系数,3.卡诺机,三、循环过程,卡诺循环是由两条等温线和两条绝热线组成的循环。,两条绝热线下的面积相等,1.图(a)、(b)、(c)各表示联接在一起的两个循环过程，其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程，图(a)和(b)则为半径不等的两个圆那么： (A) 图(a)总净功为负图(b)总净功为正图(c)总净功为零 (B) 图(a)总净功为负图(b)总净功为负图(c)总净功为正 (C) 图(a)总净功为负图(b)总净功为负图(c)总净功为零 (D) 图(a)总净功为正图(b)总净功为正图(c)总净功
2、为负,C ,2： 一定量的理想气体从体积 V1 膨胀到体积 V2 分别经历的过程是：AB 等压过程； AC 等温过程； AD 绝热过程,其中吸热最多的过程是,A,（A）A B ； （B） A C ; （C）A D ； （D）既是 A B 也是 A C,两过程吸热一样多。,3.质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍那么气体温度的改变(绝对值)在 (A) 绝热过程中最大，等压过程中最小 (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小 (C) 等压过程中最大，绝热过程中最小 (D) 等压过程中最大，等温过程中最小,D ,4.氦气、氮气、水蒸汽(均视为刚性分
3、子理想气体)，它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量，则 (A) 它们的温度升高相同，压强增加相同 (B) 它们的温度升高相同，压强增加不相同 (C) 它们的温度升高不相同，压强增加不相同 (D) 它们的温度升高不相同，压强增加相同。,C,5.一定量的理想气体经历acb过程时吸热500 J则经历acbda过程时，吸热为(指的是总热量） (A) 1200 J (B) 700 J (C) 400 J (D) 700 J,B,6.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) 2/3 (B) 1/2 (
4、C) 2/5 (D) 2/7,7. 一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a( )变到状态b ( )则在此过程中： (A) 气体对外作正功，向外界放出热量 (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(D) 气体对外作正功，内能减少,D,B ,8.如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为,D,9.两个卡诺热机的循环曲线如图所示，一个工作在温度 为T1 与T3的两个热源之间，另一个工作在温度为T2 与T3 的两个热源之间，已知这两个循环曲线所包围的面积相等 两个热机的效率一定相等 两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等 两个热机向低温热源所放出的热量
5、一定相等 两个热机吸收的热量与放出的热量（绝对值）的差值一定相等,D,10. 某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：(abcda)和(abcda)，且两个循环曲线所围面积相等设循环的效率为h，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，循环的效率为h，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，则 (A) h Q. (C) h h, Q h, Q Q,B,11.如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为 ，那么如果气体的膨胀过程为a1b，则气体对外做功W_； 如果气体进行a2b1a的循环过程，则它对外做功W_,12.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功 ，又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功
6、 则整个过程中气体 (1) 从外界吸收的热量Q = _ (2) 内能增加了 _,13.一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由 膨胀到 ，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：_过程气体对外作功最多；_过程气体内能增加最多； _过程气体吸收的热量最多,等压,等压,等压,常量,等压：,绝热：,14.一定量某种理想气体在等压过程中对外作功为 200 J若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热_ J；若为双原子分子气体，则需吸热_ J.,15.有1 mol刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功W，则其温度变化 _；从外界吸取的热量_,500,7
7、00,16.一定量理想气体，从A状态 经历如图所示的直线过程变到B状态 ，则AB过程中系统作功W_；内能改变 _,0,17.一热机从温度为 727的高温热源吸热，向温度为 527的低温热源放热若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热2000 J ，则此热机每一循环作功_ J,400,18. 如图，温度为 三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1) abcda，(2) dcefd，(3) abefa，其效率分别为 _， _，_,33.3%,50%,66.7%,19.一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，又经过等容、等压两过程回到状态A (1) 求AB，BC，
8、CA各过程中系统对外所 作的功W，内能的增量DE以及所吸收的热量Q (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及 从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和),解：(1) AB：,=200 J,19.一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，又经过等容、等压两过程回到状态A (1) 求AB，BC，CA各过程中系统对外所 作的功W，内能的增量DE以及所吸收的热量Q (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及 从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和),(2) BC：,(3) CA：,W3 = pA (VAVC)=100 J ,Q3 =W3+E3250 J,19.一定量的单
9、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，又经过等容、等压两过程回到状态A 1 求AB，BC，CA各过程中系统对外所 作的功W，内能的增量DE以及所吸收的热量Q 2 整个循环过程中系统对外所作的总功以及 从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和),2 ABCA ：,20. 0.02 kg的氦气(视为理想气体)，温度由17升为27若在升温过程中，(1) 体积保持不变； (2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功R =8.31,),解：氦气为单原子分子理想气体，,(1) 等体过程，V常量，W =0.,623 J,Q =
10、W+E,(2) 定压过程，p = 常量，,DE与(1) 相同,20. 0.02 kg的氦气(视为理想气体)，温度由17升为27若在升温过程中，(1) 体积保持不变； (2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功R =8.31,),(3) 绝热过程，Q0，,Q =W+E,DE与(1) 相同,21.汽缸内有2 mol氦气，初始温度为27，体积为20 L(升)， 先将氦气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至 回复初温为止把氦气视为理想气体试求： (1) 在pV图上大致画出气体的状态变化过程 (2) 在这过程中氦气吸热多少？ (3) 氦
11、气的内能变化多少？ (4) 氦气所作的总功是多少？,解：(1) pV图如图,(4) Q =W+E,22.1 mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿p -V图所示直线 变化到状态B(p2,V2)，试求： 气体的内能增量 气体对外界所作的功 气体吸收的热量,解：(1),(2),W为梯形面积，根据相似三角形有:p1V2= p2V1，则,(3),23.1 mol理想气体在 的高温热源与 的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400 K的等温线上起始体积为 ，终止体积为 ，试求此气体在每一循环中 (1) 从高温热源吸收的热量 (2) 气体所作的净功W (3) 气体传给低温热源的热量,解：(1),(2),.,(3),J,24.一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程已知气体在状态A的温度为 ，求 (1) 气体在状态B、C的温度； (2) 各过程中气体对外所作的功； (3) 经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和),
