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1、单元习题热学模块一、 判断题：1、 只有处于平衡状态的系统才可用状态参数来表述。（ ）2、 温度是标志分子热运动激烈程度的物理量，所以某个分子运动越快，说明该分子温度越高。（ ）3、 某理想气体系统内分子的自由度为i，当该系统处于平衡态时，每个分子的能量都等于。（ ）4、 单原子分子的自由度为3，刚性双原子分子的自由度为5，刚性多原子分子的自由度为6。（ ）5、 理想气体物态方程中，n代表物质的量。（ ）6、 处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们的温度、压强都相同。（ ）7、 两种理想气体温度相等，则分子的平均平动动能不一定相等。（ ）8、 对给定
2、理想气体，其内能只是温度的函数。（ ）9、 热力学第一定律是能量转换和守恒定律，所以凡是满足热力学第一定律的热力学过程都能够实现。（ ）10、 可逆过程一定是准静态过程，反之亦然。（ ）11、 热力循环过程中只要给出高温热源的温度和低温热源的温度，都可以用公式来计算热机效率。（ ）12、 循环输出净功越大，则热效率越高。（ ）13、 可逆循环的热效率都相等。（ ）14、 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率。（ ）15、 从增加内能的角度来说，作功和热传递是等效的，在本质上无差别。（ ）16、 不可逆过程是不能回到初态的热力过程。（ ）17、 热机的循环效率不可能大于1。（ ）18、 气
3、体膨胀一定对外做功。（ ）二、 计算题1、 一容器内储有氧气，其压强为，温度为27。求：（1）分子数密度；（2）氧分子质量；（3）氧气密度；（4）分子的平均平动动能；（5）分子间的平均距离。解：（1）（2）（3）（4）（5） 2、一定质量的热力学系统，经历了由所列的4个过程组成的循环，请填充下表中空缺的数据。过程Q/kJW/kJE/kJ1-2013902-303953-40-10004-10解题思路：完成本题目主要根据热力学第一定律：系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分使系统对外界作功。其数学表达式为： 。另外还要明确内能是状态量，只要始末状态确定，无论经历什么热力学过程，内
4、能都具有确定的值，内能的增量都相同。过程Q/kJW/kJE/kJ1-21390013902-30395-3953-4-10000-10004-10-553、四冲程汽油内燃机的工作循环称为奥托(OTTO)循环。 设用理想气体作为工作物质， 进行如图1所求的循环过程。其中ab为绝热压缩过程，bc为等体升压过程，cd为绝热膨胀过程，da为等体降压过程，试求循环的效率，并用压缩比V1/V2表示。解：求出整个循环过程中吸热Q1和放热Q2，便可求出该循环效率， 该循环只在等体过程中有热交换。POVV2V1Q1Q2abcdbc为等体升压过程，吸热为： 图1da为等体降压过程，放热为： 循环效率为： 又因ab
5、，cd为绝热过程， 所以有： 由此得 因而 4、一卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作，如果 (1)高温热源提高为1100K；(2)低温热源降低为200K，从理论上说，热机效率各可增加多少?为了提高热机效率哪一种方案为好?解：该卡诺热机在1000K和300K的两热源之间工作，高温热源提高为1100K：，效率提高：低温热源降低为200K： ，效率提高：提高热机效率降低低温热源温度的方案为好。5、如图2所示为一理想气体循环过程，其中ab，cd为绝热过程，bc为等压过程，da为等体过程，已知Ta、Tb、Tc和Td以及气体的热容比，求循环效率。OVpabcd图2解：bc过程：放热 da过程：吸热
