第十八章熱力學與統(tǒng)計物理學概述

1、第2章 熱力學與統(tǒng)計物理學概述第1節(jié) 熱力學第一定律1、 選擇題(c) 1、如圖所示，當氣缸中的活塞迅速向外移動從而使氣體膨脹時，氣體所經(jīng)歷的過程 (a) 是平衡過程，它能用pv圖上的一條曲線表示 (b) 不是平衡過程，但它能用pv圖上的一條曲線表示 (c) 不是平衡過程，它不能用pv圖上的一條曲線表示 c (d) 是平衡過程，但它不能用pv圖上的一條曲線表示 2、在下列各種說法 (1) 平衡過程就是無摩擦力作用的過程 (2) 平衡過程一定是可逆過程 (3) 平衡過程是無限多個連續(xù)變化的平衡態(tài)的連接 (4) 平衡過程在pv圖上可用一連續(xù)曲線表示 中，哪些是正確的？(a) (1)、(2) (b)

2、 (3)、(4) (c) (2)、(3)、(4) (d) (1)、(2)、(3)、(4) b 3、設(shè)有下列過程： (1) 用活塞緩慢地壓縮絕熱容器中的理想氣體(設(shè)活塞與器壁無摩擦)(2) 用緩慢地旋轉(zhuǎn)的葉片使絕熱容器中的水溫上升 (3) 一滴墨水在水杯中緩慢彌散開 (4) 一個不受空氣阻力及其它摩擦力作用的單擺的擺動 其中是可逆過程的為 (a) (1)、(2)、(4) (b) (1)、(2)、(3) (c) (1)、(3)、(4) (d) (1)、(4) d 4、在下列說法 (1) 可逆過程一定是平衡過程 (2) 平衡過程一定是可逆的 (3) 不可逆過程一定是非平衡過程 (4) 非平衡過程一定

3、是不可逆的 中，哪些是正確的？(a) (1)、(4) (b) (2)、(3) (c) (1)、(2)、(3)、(4) (d) (1)、(3) a 5、置于容器內(nèi)的氣體，如果氣體內(nèi)各處壓強相等，或氣體內(nèi)各處溫度相同，則這兩種情況下氣體的狀態(tài) (a) 一定都是平衡態(tài) (b) 不一定都是平衡態(tài) (c) 前者一定是平衡態(tài)，后者一定不是平衡態(tài) (d) 后者一定是平衡態(tài)，前者一定不是平衡態(tài) b 6、氣體在狀態(tài)變化過程中，可以保持體積不變或保持壓強不變，這兩種過程 (a) 一定都是平衡過程 b (b) 不一定是平衡過程 (c) 前者是平衡過程，后者不是平衡過程 (d) 后者是平衡過程，前者不是平衡過程 7、

4、一物質(zhì)系統(tǒng)從外界吸收一定的熱量，則 d (a) 系統(tǒng)的溫度一定升高 (b) 系統(tǒng)的溫度一定降低 (c) 系統(tǒng)的溫度一定保持不變 (d) 系統(tǒng)的溫度可能升高，也可能降低或保持不變 8、熱力學第一定律表明： (a) 系統(tǒng)對外作的功不可能大于系統(tǒng)從外界吸收的熱量 (b) 系統(tǒng)內(nèi)能的增量等于系統(tǒng)從外界吸收的熱量 (c) 不可能存在這樣的循環(huán)過程，在此循環(huán)過程中，外界對系統(tǒng)作的功不等于系統(tǒng)傳給外界的熱量 (d) 熱機的效率不可能等于1 c 9、一定量的理想氣體，經(jīng)歷某過程后，溫度升高了則根據(jù)熱力學定律可以斷定： (1) 該理想氣體系統(tǒng)在此過程中吸了熱 (2) 在此過程中外界對該理想氣體系統(tǒng)作了正功 (3

5、) 該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了 (4) 在此過程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對外作了正功 以上正確的斷言是： (a) (1)、(3) (b) (2)、(3) (c) (3) (d) (3)、(4) (e) (4) c 10、 如圖所示，一定量的理想氣體，沿著圖中直線從狀態(tài)a( 壓強p1 = 4 atm，體積v1 =2 l )變到狀態(tài)b ( 壓強p2 =2 atm，體積v2 =4 l )則在此過程中： (a) 氣體對外作正功，向外界放出熱量 (b) 氣體對外作正功，從外界吸熱 (c) 氣體對外作負功，向外界放出熱量(d) 氣體對外作正功，內(nèi)能減少 b 11、用公式(式中為定體摩爾熱容量，視為

6、常量，n 為氣體摩爾數(shù))計算理想氣體內(nèi)能增量時，此式 (a) 只適用于準靜態(tài)的等體過程 (b) 只適用于一切等體過程 (c) 只適用于一切準靜態(tài)過程 (d) 適用于一切始末態(tài)為平衡態(tài)的過程 d 12、一定量的某種理想氣體起始溫度為t，體積為v，該氣體在下面循環(huán)過程中經(jīng)過三個平衡過程：(1) 絕熱膨脹到體積為2v，(2)等體變化使溫度恢復(fù)為t，(3) 等溫壓縮到原來體積v，則此整個循環(huán)過程中(a) 氣體向外界放熱 (b) 氣體對外界作正功(c) 氣體內(nèi)能增加 (d) 氣體內(nèi)能減少 a 13 氣體的摩爾定壓熱容大于摩爾定體熱容，其主要原因是 （a）膨脹系數(shù)不同； （b）溫度不同；（c）氣體膨脹需作

7、功； （d）分子引力不同。 c 2、 判斷題1. 不規(guī)則地攪拌盛于絕熱容器中的液體，液體溫度在升高，若將液體看作系統(tǒng)，則外界對系統(tǒng)作功，系統(tǒng)的內(nèi)能增加。 ( )2. 熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時，其內(nèi)能的改變量只決定于初末態(tài)的溫度而與過程無關(guān)。 ( )3. 物體溫度越高，則熱量愈多。 ( )4. 不作任何熱交換也可以使系統(tǒng)溫度發(fā)生變化。 ( )5. 對物體加熱也可以不致升高物體的溫度。 ( )6. 功是過程量，可以通過做功來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，所以內(nèi)能也是過程量。 ( )7. 熱量是過程量，可以通過熱傳遞來改變系統(tǒng)的內(nèi)能，所以內(nèi)能也是過程量。 ( )8. “功，熱量和內(nèi)能都是系統(tǒng)狀態(tài)的單值函數(shù)”，這

8、種說法對嗎? ( )9. 熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)。 ( )3、 填空題1、對于單原子分子理想氣體，下面各式分別代表什么物理意義？ (1) rt：_1摩爾理想氣體的內(nèi)能 _， (2) r：_氣體的定體摩爾熱容_， (3) r：_氣體的定壓摩爾熱容_ (式中r為普適氣體常量，t為氣體的溫度) 2、處于平衡態(tài)a的一定量的理想氣體，若經(jīng)準靜態(tài)等體過程變到平衡態(tài)b，將從外界吸收熱量416 j，若經(jīng)準靜態(tài)等壓過程變到與平衡態(tài)b有相同溫度的平衡態(tài)c，將從外界吸收熱量582 j，所以，從平衡態(tài)a變到平衡態(tài)c的準靜態(tài)等壓過程中氣體對外界所作的功為 .3 一定量的理想氣體從同一初態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)兩個準靜態(tài)

9、過程和，點的壓強為，點的體積為，如圖所示，若兩個過程中系統(tǒng)吸收的熱量相同，則該氣體的 。4 理想氣體在如圖所示a-b-c過程中，系統(tǒng)的內(nèi)能增量=_0_5. 理想氣體在如圖所示a-b-c過程中，系統(tǒng)的內(nèi)能增量_小于_(填大于、小于或等于零)6. 1mol雙原子剛性分子理想氣體，從狀態(tài)a(p1，v1)沿pv圖所示直線變到狀態(tài)b(p2，v2)，則氣體內(nèi)能的增量= 7. 如圖所示，容器中間為隔板，左邊為理想氣體，右邊為真空。今突然抽去隔板，則系統(tǒng)對外作功a=_0_。8. 如圖所示，一理想氣體系統(tǒng)由狀態(tài)沿到達狀態(tài)，系統(tǒng)吸收熱量350j，而系統(tǒng)做功為130j。經(jīng)過過程，系統(tǒng)對外做功40j，則系統(tǒng)吸收的熱量

10、q=_260j_。9. 要使一熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能增加，可以通過_做功_或_熱傳遞_兩種方式，或者兩種方式兼用來完成10. 將熱量q傳給一定量的理想氣體，若氣體的體積不變，則熱量用于_增加系統(tǒng)的內(nèi)能三、計算題1. 如題7-10圖所示，一系統(tǒng)由狀態(tài)沿到達狀態(tài)b的過程中，有350 j熱量傳入系統(tǒng)，而系統(tǒng)作功126 j(1)若沿時，系統(tǒng)作功42 j，問有多少熱量傳入系統(tǒng)?(2)若系統(tǒng)由狀態(tài)沿曲線返回狀態(tài)時，外界對系統(tǒng)作功為84 j，試問系統(tǒng)是吸熱還是放熱?熱量傳遞是多少?題7-10圖解：由過程可求出態(tài)和態(tài)的內(nèi)能之差 過程，系統(tǒng)作功 系統(tǒng)吸收熱量過程，外界對系統(tǒng)作功 系統(tǒng)放熱第2節(jié) 理想氣體的熱力學過程1

11、、 選擇題1. 如圖，一定量的理想氣體，由平衡狀態(tài)a變到平衡狀態(tài)b (pa = pb )，則無論經(jīng)過的是什么過程，系統(tǒng)必然 (a) 對外作正功 (b) 內(nèi)能增加 (c) 從外界吸熱 (d) 向外界放熱 b 2、如圖所示，一絕熱密閉的容器，用隔板分成相等的兩部分，左邊盛有一定量的理想氣體，壓強為p0，右邊為真空今將隔板抽去，氣體自由膨脹，當氣體達到平衡時，氣體的壓強是 (a) p0 (b) p0 / 2 b (c) 2p0 (d) p0 / 2 (cp/cv) 3. 理想氣體經(jīng)歷如圖所示的abc平衡過程，則該系統(tǒng)對外作功w，從外界吸收的熱量q和內(nèi)能的增量的正負情況如下： b (a)e0，q0，w

12、0，q0，w0 (c)e0，q0，w0 (d) e0，q0，w0，q20 (b) q10，q20，q20 (d) q10 a 37. 一定量的理想氣體分別由初態(tài)a經(jīng)過程ab和由初態(tài)a經(jīng)過程acb到達相同的終態(tài)b，如pt圖所示，則兩個過程中氣體從外界吸收的熱量 q1，q2的關(guān)系為： b (a) q1 q2 (b) q10，q1 q2 (c) q10，q10，q1； （b）0或0_，de _ 0_ 4. 一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開始使其體積由v1膨脹到2v1，分別經(jīng)歷以下三種過程：(1) 等壓過程；(2) 等溫過程；(3)絕熱過程其中：_等壓_過程氣體對外作功最多；_等壓_過程氣體內(nèi)能增加最多；

13、_等壓_過程氣體吸收的熱量最多 5. 已知一定量的理想氣體經(jīng)歷pt圖上所示的循環(huán)過程，圖中各過程的吸熱、放熱情況為： (1) 過程12中，氣體_吸熱_ (2) 過程23中，氣體_放熱_ (3) 過程31中，氣體_放熱_ 6、質(zhì)量一定的某種理想氣體， (1) 對等壓過程來說，氣體的密度隨溫度的增加而_成反比地減小，并繪線 (2) 對等溫過程來說，氣體的密度隨壓強的增加而_成正比地增加，并繪出曲線 7、下面給出理想氣體的幾種狀態(tài)變化的關(guān)系，指出它們各表示什么過程 (1) p dv= (m / mmol)r dt表示_等壓_過程 (2) v dp= (m / mmol)r dt表示_等體_過程 (3) p dv+v dp= 0 表示_等溫_過程 8、同一種理想氣體的定壓摩爾熱容cp 大于定體摩爾熱容cv ，其原因是_在等壓升溫過程中，氣體要膨脹而對外做功，所以要比氣體等體升溫過程多吸收一部分熱量 ； 9、3 mol的理想氣體開始時處在壓強p1 =6 atm、溫度t1 =500 k的平衡態(tài)經(jīng)過一個等溫過