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1、 word 一、 9 选择题共 21 分，每题 3 分 1、1.1mol 理想气体从 p-V 图上初态 a 分别经历如下列图的 (1) 或(2) 过程到达末 态 b.TaQ2 0; 2Q1 0. (B) Q (D) Q 2Q1 0; 1Q2 0; Q1和 Q2 的关系是 A 2、图(a),(b),(c) 各表示连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) 如此为半径不相等的两个圆 . 那么: C (A) 图(a) 总净功为负 (B) 图(a) 总净功为负 (C) 图(a) 总净功为负 (D) 图(a) 总净功为正 , 图(b) 总净
2、功为正 , 图(b) 总净功为负 , 图(b) 总净功为负 , 图(b) 总净功为正 , 图(c) 总净功为零 , 图(c) 总净功为正 , 图(c) 总净功为零 , 图(c) 总净功为负 ; ; ; . 3、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 abcda, 那么循环 abcda 与 abcda 所做的净功和热机效率变化情况是 : (A) 净功增大 , 效率提高 ; D (B) 净功增大 , 效率降低 ; (C) 净功和效率都不变 ; (D) 净功增大 , 效率不变 . 4、一定量的理想气体分别由图中初态 a经过程 ab和由初态 a 经过程初 1 / 12 word
3、 态 acb 到达一样的终态 Q1,Q2 的关系为 (A) Q 1Q2 ; (B) Q (C) Q 10,Q10, Q 1Q2 ; 1 0, Q 1Q2 . 5、 根据热力学第二定律可知 : D (A) 功可以全部转换为热 , 但热不能全部转换为功 ; (B) 热可以从高温物体传到低温物体 , 但不能从低温物体传到高温物体 ; (C) 不可逆过程就是不能向相反方向进展的过程 ; (D) 一切自发过程都是不可逆的 . 6、对于理想气体来说 , 在如下过程中 , 哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量 和对外做的功三者均为负值 ? D (A) 等容降压过程 ; (B) 等温膨胀过程 ; (C) 缩过
4、程 . 7、在如下各种说法中 , 哪些是正确的 ? 绝热膨胀过程 ; (D) 等压压 B (1) 热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程 . (2) 热平衡过程一定是可逆过程 . (3) 热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接 . (4) 热平衡过程在 p-V 图上可用一连续曲线表示 . (A) (1),(2); (C) (2),(3),(4); (B) (3),(4); (D) (1),(2),(3),(4). 8、对于室温下的双原子分子理想气体 , 在等压膨胀的情况下 , 系统对外所做的功 与从外界吸收的热量之比 A/Q 等于: D (A) 1/3; (B) 1/4; (C) 2/5
5、; (D) 2/7. 9、在温度分别为 327 和 27的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上 的最大效率为 (A) 25 (C) 75 B (B) 50 (D) 91.74 10、一定量的理想气体，从 p V 图上初态 a 经历(1) 或(2) 过程到达末态 b， a、 b两态处于同一条绝热线上 ( 图中虚线是绝热线 ) ，如此气体在 B (A) (1) 过程中吸热， (2) 过程中放热 (B) (1) 过程中放热， (2) 过程中吸热 (C) 两种过程中都吸热 (D) 两种过程中都放热 p a (1) O 二、填空题 1、有 1mol 刚性双原子分子理想气体 , 在等压膨胀过程中对外做
6、功 (2) b V A, 如此其温度 2 / 12 word 变化T=_ A/R_; 从外界吸收的热量 Qp =_7A/2 _. 2、一个作可逆卡诺循环的热机 , 其效率为 , 它的逆过程的致冷机致冷系数 w= T2/(T1-T2), 如此与 w的关系为 _W 1_. 的高温热源吸热 , 向温度为 527的低温热源放热 . 假如热机在最大效率下工 作 , 且每一循环吸热 2000J, 如此此热机每一循环做功 _400_J. 4热力学第二定律的克劳修斯表示是 _热量不能自动地从低温物体传向高温物体 开尔文表示是 _不可能把从单一热源吸收的热量在循环过程中全部转变为有用 的功，而不引起任何其他物体
7、为生变化 5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式 _. , 指出它们各表示什么过程 . (1)pdV=(m/M)RdT 表示_等压_过程 ; (2)Vdp=(m/M)RdT 表示_等体 _过程 ; (3)pdV+Vdp=0 表示 _等温_过程 . 6 、 如 图 , 温 度 为 T0,2T 0,3T 0 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, 如此其效率分别为 : 1=_33.3%_; 2=_50% _; 3=_ 66.7%_. p a d O 3T0 2T0 c T0 V 7 理想气体在如下列图
8、a-b-c 过程中， 系统的内能增量 p E =_0_ p T 图上所示的循环过程，图中过程 1 2 中，气体_ b p 1 3 O 等温线 a V 2 O T 9、一定量的理想气体 , 从 p-V 图上状态 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, 试画出这三种过程的 p-V 图曲线 . 在上述三种过程 中: (1) 气体对外做功最大的是 _等压_过程; (2) 气体吸热最多的是 _等压_过程 . P 3 / 12 f 吸热_ 填吸热或放热 。 c e b 1 word A V 1 V 2 V 图 所 示 直 线 变 到 状 态 b(p2， V2 )
9、， 如 此 气 体 内 能 的 增 量 b 2 a V O 11、热力学第二定律的开尔文表示和克劳修斯表示是等价的 , 明确在自然界中与 热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的 . 开尔文表述指出了 _功热转换 _过程是不可逆的 , 而克劳修斯表述指出了 _热传导_过程 是不可逆的 . 12、要使一热力学系统的内能增加，可以通过 _做功_或_热传递 _ 两种方式， 或者两种方式兼用来完成 热力学系统的状态发生变化时， 其内能的改变量只决 定于_初末状态 _，而与 _过程 _无关 三、判断题 1、不规如此地搅拌盛于绝热容器中的液体，液体温度在升高，假如将液体看作 系统，如此外界对系统作功，系统的内
10、能增加。 答案：对 2、热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于初末态的温度而与 过程无关。 答案：错 3. 处于热平衡的两个系统的温度值一样，反之，两个系统的温度值相等，它们 彼此必定处于热平衡。 答：对温度相等是热平衡的必要充分条件 4. 系统的某一平衡过程可用 P- V 图上的一条曲线来表示。 答案：对 5. 当系统处于热平衡态时，系统的宏观性质和微观运动都不随时间改变。 答案：错 pV 图中，曲线 abcda所包围的面积表示系统内能的增量 答案： “表示系统内能增量是错误的，应改正为： “表示整个过程中系统对 外所做的净功 4 / 12 10 1mol 双原子刚性分子理想气体
11、，从状态 a( p1， V1)沿 pV p E =_5 P2V2 P1V1 _ word p a O c V M 的氦气 (视为理想气体 ) ，由初态经历等压过程 , 温度升高了 T 气体内能的 改变为 E P= ( M/ Mmol) CP T 。 答案：错 8. 摩尔数一样的氦气和氮气 (视为理想气体 )，从一样的初状态 ( 即 p、V、T 一样) 开始作等压膨胀到同一末状态如此对外所作的功一样。 答案：对 三、计算题 1、64g 的氧气的温度由 氧气各吸收了多少热量 0升至 50,(1) 保持体积不变 ;(2) 保持压强不变 . 在这两个过程中 ?各增加了多少内能 ?对外各做了多少功 ?
12、解 : (1) (2) Q Q R T 2 E Q 2.08 A 0 （ +1） T 2 64 5 32 2 8.31 (50 0) 2.08 10 3 J 2 分 10 J 64 5 2 32 2 1 分 1 分 8.31 (50 0) 2.91 103 J 2 分 E 2 . 08 10 J 1 分 A Q E (2.91 2.08) 103 0.83 2、一定量的理想气体经历如下列图的循环过程 和 Dc=300K,TB=400K,求此循环的效率 . 10 J 2 分 ,A B 和 C D 是等压过程 ,B C 5 / 12 b d M i M i 3 3 3 word 解 由于 1 ,
13、2 分 Q1 Q1 R( 1)(TB TA ), Q2 D Q2 (TC TD ) TC Q1 (TB TA ) TB (1 TA ) 根据绝热过程方程得到 : pA 1TA pD 1TD , R( 1)(TC TD ) 1 分 p B 1TB pC 1TC 2 分 2 分 又 所以 A A B 1 1 2 1 3、一定量的氦气 , B , TD TC C B pC pD 25% 分 经如下列图的循环过程 . 求: (1) 各分过程中气体对外做的功 , 内能增量与吸收的热量 ; (2) 整 个 循 环 过 程 中 气 体 对 外 做 的 总 功 与 从 外 界 吸 收 的 总 热 量 . 解
14、(1) A B 过程 : A1 1 ( pB pA )( VB VA ) 200J 1 分 E1 R(T B TA ) (PBV B PAVA ) 750J 1 分 Q1 A1 E1 950J 1 分 6 / 12 T Q T p Q p M i i TC (1 ) 2 2 M I M I 2 B 2 2 2 T Q T T T word BC过程: A2 0 E2 M i R(TC TB ) Q2 A2 E2 600J CA 过程: A3 PA (VA VC ) E3 R(TA TC ) 1 分 Q2 A3 E3 250J (2) 总功 A A1 A2 A3 100J 总热量 Q Q1 Q2
15、 Q3 100J 3 ( pCVC 100J ( p AVA pBVB ) 1 分 pCVC ) 600J 1 分 1 分 150J 1 分 1 分 1 分 4、如下列图 ,abcda 为 1mol 单原子分子理想气体的循环过程 , 求: (1) 气体循环一次 , 在吸热过程中从外界共吸收的热量 ; (2) 气体循环一次对外做的净功 ; (3) 证明 TaTc=TbTd. (1) 过程 ab与 bc 为吸热过程， Qab Cv (Tb Ta ) ( pbVb Qbc C p (Tc Tb ) ( pcVc 吸热总和为 Q1 Qab Qbc 800J paVa ) 300J pbVb ) 500
16、J (2) 循环过程对外所作总功为图中矩形面积 W = pb( Vc Vb) pd( Vd Va) =100 J 7 / 12 M i 2 5 2 2 2 2 2 3 3 word 5、 1mol 单原子分子的理想气体 , 经历如下列图的可逆循环 , 连接 ac 两点的曲线 的方程为 P=p0V2/V 02,a 点的温度为 T0 . (1) 试以 T0,R 表示 , , 过程中气体吸收的热量 ; (2) 求此循环的效率 . 解 ： 设 pb 9 p0 , Vb 由 pc 又 pcVc (1) 过程 QV 过程 Qp 过程 Q a 状 V0 , Tb p0Vc2 2 , 0 RTc , CV ,m (Tb C p ,m (Tc 态 Ta pa 的 状 态 参 量 9T0 , pc 9 p0 如此 V pcV 如此 Tc 27T0 Ta ) R(9T0 T0 ) Tb ) 45RT0 0 12RT0 CV , m (Ta Tc ) Va( p0V 2 )dV c V0 为 p0,V 0,T 0 , 如 此 2 分 1 分 1 分 1 分 1 分 8 / 12 V p c p0 0 V 2
