D10熱力學(xué)定律

1、第10章 熱力學(xué)定律一 選擇題1、對(duì)于室溫下的雙原子分子理想氣體，在等壓膨脹的情況下，系統(tǒng)對(duì)外所作的功與從外界吸收的熱量之比W / Q等于 (A) 2/3 (B) 1/2 (C)2/5 (D) 2/7答案【D】 難度系數(shù)【0.1】 2、一定量的理想氣體，從pV圖上初態(tài)a經(jīng)歷(1)或(2)過(guò)程到達(dá)末態(tài)b，已知a、b兩態(tài)處于同一條絕熱線上(圖中虛線是絕熱線)，則氣體在 (A) (1)過(guò)程中吸熱，(2) 過(guò)程中放熱 (B) (1)過(guò)程中放熱，(2) 過(guò)程中吸熱 (C) 兩種過(guò)程中都吸熱 (D) 兩種過(guò)程中都放熱 答案【B】 難度系數(shù)【0.2】 3、一物質(zhì)系統(tǒng)從外界吸收一定的熱量，則 (A) 系統(tǒng)的溫

2、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 答案【D】 難度系數(shù)【0.1】 4、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知： (A) 功可以全部轉(zhuǎn)換為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功 (B) 熱可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體 (C) 不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程 (D) 一切自發(fā)過(guò)程都是不可逆的 答案【D】 難度系數(shù)【0.1】 5、卡諾熱機(jī)的循環(huán)曲線所包圍的面積從圖中abcda增大為abcda ，那么循環(huán)abcda與abcda所作的凈功和熱機(jī)效率的變化情況是： P abbd cT1T2cV (A)凈功增大，效

3、率提高； (B)凈功增大，效率降低；(C)凈功和效率都不變； (D)凈功增大，效率不變。答案【D】 難度系數(shù)【0.2】 6、根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列哪種說(shuō)法是正確的是： (A) 熱量能從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；(B) 功可以全部變?yōu)闊?，但熱不能全部變?yōu)楣Γ?C) 氣體能夠自由膨脹，但不能自由壓縮；(D) 有規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量能夠變?yōu)闊o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量，但無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量不能夠變?yōu)橛幸?guī)則運(yùn)動(dòng)的能量。答案【C】 難度系數(shù)【0.1】 7、 理想氣體向真空作絕熱膨脹, (A) 膨脹后，溫度不變，壓強(qiáng)減小 (B) 膨脹后，溫度降低，壓強(qiáng)減小 (C) 膨脹后，溫度升高，壓強(qiáng)減小 (

4、D) 膨脹后，溫度不變，壓強(qiáng)不變 答案【A】 難度系數(shù)【0.1】 8、1mol的單原子分子理想氣體從狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B，如果不知是什么氣體，變化過(guò)程也不知道，但A、B兩態(tài)的壓強(qiáng)、體積和溫度都知道，則可求出： (A) 氣體所作的功. (B) 氣體內(nèi)能的變化.(C) 氣體傳給外界的熱量. (D) 氣體的質(zhì)量. 答案【B】 難度系數(shù)【0.1】 9、有人設(shè)計(jì)一臺(tái)卡諾熱機(jī)(可逆的)每循環(huán)一次可從 400 K的高溫?zé)嵩次鼰?800 J，向 300 K的低溫?zé)嵩捶艧?800 J同時(shí)對(duì)外作功1000 J，這樣的設(shè)計(jì)是 (A) 可以的，符合熱力學(xué)第一定律 (B) 可以的，符合熱力學(xué)第二定律 (C) 不行的，卡諾循

5、環(huán)所作的功不 能大于向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?(D) 不行的，這個(gè)熱機(jī)的效率超過(guò)理論值 答案【D】 難度系數(shù)【0.2】 10、 一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，另一半是理想氣體若把隔板抽出，氣體將進(jìn)行自由膨脹，達(dá)到平衡后 (A) 溫度不變，熵增加 (B) 溫度升高，熵增加 (C) 溫度降低，熵增加 (D) 溫度不變，熵不變 答案【A】 難度系數(shù)【0.1】 11、圖(a)、(b)、(c)各表示聯(lián)接在一起的兩個(gè)循環(huán)過(guò)程，其中(c)圖是兩個(gè)半徑相等的圓構(gòu)成的兩個(gè)循環(huán)過(guò)程，圖(a)和(b)則為半徑不等的兩個(gè)圓那么：(A) 圖(a)總凈功為負(fù)圖(b)總凈 功為正圖(c)總凈功為零(B) 圖(a)總凈功

6、為負(fù)圖(b)總凈功為負(fù)圖(c)總凈功為正(C) 圖(a)總凈功為負(fù)圖(b)總凈功為負(fù)圖(c)總凈功為零 (D) 圖(a)總凈功為正圖(b)總凈功為正圖(c)總凈功為負(fù)答案【C】 難度系數(shù)【0.2】 12、已知一定量的某種理想氣體，在溫度為T1與T2時(shí)的分子最概然速率分別為vp1和vp2，分子速率分布函數(shù)的最大值分別為f(vp1)和f(vp2)若T1>T2，則 (A) vp1 > vp2， f(vp1)> f(vp2) (B) vp1 > vp2， f(vp1)< f(vp2) (C) vp1 < vp2， f(vp1)> f(vp2) (D) vp1

7、< vp2， f(vp1)< f(vp2) 答案【B】 難度系數(shù)【0.2】 13、一定量某理想氣體按恒量的規(guī)律膨脹，則膨脹后理想氣體的溫度 （ ） （）將升高 （）將降低 （）不變 （）不能確定。答案【B】 難度系數(shù)【0.2】 14、若理想氣體的體積為，壓強(qiáng)為，溫度為，一個(gè)分子的質(zhì)量為，為玻爾茲曼常量，為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為 （ ）（） （） （） （）答案【B】 難度系數(shù)【0.2】 15、兩個(gè)大小不同的容器用均勻的細(xì)管相連，管中有一水銀作活塞，大容器裝有氧氣，小容器裝有氫氣，當(dāng)溫度相同時(shí)，水銀滴靜止于細(xì)管中央，試問(wèn)此時(shí)這兩種氣體的密度哪個(gè)大？ （）氧氣的密度大。

8、（）氫氣的密度大。 （）密度一樣大。 （）無(wú)法判斷。答案【A】 難度系數(shù)【0.1】 16、若室內(nèi)生起爐子后溫度從升高到，而室內(nèi)氣壓不變，則此時(shí)室內(nèi)的分子數(shù)減少了 （） （） （） （）答案【B】 難度系數(shù)【0.1】 17、一定量的理想氣體，在容積不變的條件下，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均碰撞次數(shù)和平均自由程的變化情況是 （）增大，不變。 （）不變，增大。（）和都增大。 （）和都不變。答案【A】 難度系數(shù)【0.2】 18、一定量的理想氣體，從態(tài)出發(fā)經(jīng)過(guò)或過(guò)程到達(dá)態(tài)，為等溫線（如下圖），則，兩過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)傳遞的熱量是 （） （）（） （）1414答案【A】 難度系數(shù)【0.2】 19、如上圖，一定量

9、的理想氣體經(jīng)歷過(guò)程時(shí)吸熱。則經(jīng)歷過(guò)程時(shí)，吸熱為 （） （） （） （）答案【B】 難度系數(shù)【0.2】 20、一定量的理想氣體，分別進(jìn)行如圖所示的兩個(gè)卡諾循環(huán)和。若在圖上這兩個(gè)循環(huán)曲線所圍面積相等，則可以由此得知這兩個(gè)循環(huán) （）效率相等。 （）由高溫?zé)嵩刺幬盏臒崃肯嗟取＃ǎ┰诘蜏責(zé)嵩刺幏懦龅臒崃肯嗟?。（）在每次循環(huán)中對(duì)外做的凈功相等。答案【D】 難度系數(shù)【0.3】 21、雙原子理想氣體，做等壓膨脹，若氣體膨脹過(guò)程從熱源吸收熱量，則該氣體對(duì)外做功為A B C D 答案【D】 難度系數(shù)【0.2】22、有兩個(gè)相同的容器，容積不變，一個(gè)盛有氦氣，另一個(gè)盛有氫氣（均可看成剛性分子）它們的壓強(qiáng)和溫度都相等

10、，現(xiàn)將的熱量傳給氫氣，使氫氣溫度升高，如果使氦氣也升高相同的溫度，則應(yīng)向氦氣傳遞的熱量是A B C D答案【C】 難度系數(shù)【0.2】23、一定量理想氣體，經(jīng)歷某過(guò)程后，它的溫度升高了，則根據(jù)熱力學(xué)定理可以斷定：（1）該理想氣體系統(tǒng)在此過(guò)程中作了功；（2）在此過(guò)程中外界對(duì)該理想氣體系統(tǒng)作了功；（3）該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了；（4）在此過(guò)程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對(duì)外作了正功。以上正確的是A (1),(3) B (2),(3) C (3) D(3),(4) E(4)答案【C】 難度系數(shù)【0.2】24、對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在下列過(guò)程中，哪個(gè)過(guò)程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外作的功三者

11、均為負(fù)值：A等容降壓過(guò)程 B 等溫膨脹過(guò)程 C 絕熱膨脹過(guò)程 D等壓壓縮過(guò)程答案【D】 難度系數(shù)【0.3】25、摩爾數(shù)相等的三種理想氣體、和，若從同一初態(tài)，經(jīng)等壓加熱，且在加熱過(guò)程中三種氣體吸收的熱量相等，則體積增量最大的氣體是：A B C D三種氣體的體積增量相同答案【A】 難度系數(shù)【0.2】26、如圖所示，一定量理想氣體從體積為膨脹到，為等壓過(guò)程，為等溫過(guò)程，為絕熱過(guò)程，則吸熱最多的是：A 過(guò)程 B 過(guò)程 C 過(guò)程 D不能確定 答案【A】 難度系數(shù)【0.3】27、根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列哪種說(shuō)法是正確的是：A熱量能從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體；B功可以全部變?yōu)闊幔?/p>

12、但熱不能全部變?yōu)楣?；C氣體能夠自由膨脹，但不能自由壓縮；D有規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量能夠變?yōu)闊o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量，但無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量不能夠變?yōu)橛幸?guī)則運(yùn)動(dòng)的能量。答案【C】 難度系數(shù)【0.1】28、汽缸內(nèi)盛有一定的理想氣體，當(dāng)溫度不變，壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，該分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是：A 和都增大一倍； B 和都減為原來(lái)的一半； C 增大一倍而減為原來(lái)的一半； D減為原來(lái)的一半而增大一倍。答案【C】 難度系數(shù)【0.2】29、在恒定不變的壓強(qiáng)下，氣體分子的平均碰撞頻率與氣體的熱力學(xué)溫度的關(guān)系為A 與無(wú)關(guān)； B與成正比； C與成反比； D與成正比。答案【C】 難度系數(shù)【0.2】30、一瓶氦氣和一瓶氮?dú)?/p>

13、密度相同，分子平均平動(dòng)動(dòng)能相同，而且都處于平衡狀態(tài)，則它們：A 溫度相同、壓強(qiáng)相同；B溫度、壓強(qiáng)相同；C溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)；D 溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng)。答案【C】 難度系數(shù)【0.1】31、已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請(qǐng)判斷下列說(shuō)法哪個(gè)正確？A氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)；B氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣密度一定大于氫氣的密度；C氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大；D氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。答案【D】 難度系數(shù)【0.1】32、下列各式中哪一種式表示氣體分子的平均

14、平動(dòng)動(dòng)能？（式中為氣體的質(zhì)量，為氣體分子的質(zhì)量，為氣體分子總數(shù)目，為氣體分子密度，為阿伏加德羅常數(shù)，為摩爾質(zhì)量。）A ; B ; C ; D 答案【D】 難度系數(shù)【0.3】33、一定量的理想氣體可以：A保持壓強(qiáng)和溫度不變同時(shí)減小體積；B保持體積和溫度不變同時(shí)增大壓強(qiáng)；C保持體積不變同時(shí)增大壓強(qiáng)降低溫度；D保持溫度不變同時(shí)增大體積降低壓強(qiáng)。答案【D】 難度系數(shù)【0.2】34、設(shè)某理想氣體體積為，壓強(qiáng)為，溫度為，每個(gè)分子的質(zhì)量為，玻爾茲曼常數(shù)為，則該氣體的分子總數(shù)可以表示為：A B C D答案【C】 難度系數(shù)【0.1】35、關(guān)于溫度的意義，有下列幾種說(shuō)法：（1）氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度；

15、（2）氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義；（3）溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的不同；（4）從微觀上看，氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的冷熱程度；上述說(shuō)法中正確的是：A（1），（2），（4） B（1），（2），（3） C（2），（3），（4） D（1），（3），（4）答案【B】 難度系數(shù)【0.2】36、設(shè)某種氣體的分子速率分布函數(shù)為，則速率在區(qū)間內(nèi)的分子平均速率為：A B C D答案【C】 難度系數(shù)【0.3】37、兩容積不等的容器內(nèi)分別盛有可視為理想氣體的氦氣和氮?dú)?，如果它們溫度和壓?qiáng)相同，則兩氣體：A單位體積內(nèi)的分子數(shù)必相同；B單位體積內(nèi)的質(zhì)量必相同；C單位體積內(nèi)分子

16、的平均動(dòng)能必相同：D單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能必相同。答案【C】 難度系數(shù)【0.1】38、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，體積比為的氧氣和氦氣（均視為理想氣體）相混合，混合氣體中氧氣和氦氣的內(nèi)能之比為：A B C D答案【C】 難度系數(shù)【0.1】39、“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外做功?！睂?duì)此說(shuō)法，有如下幾種評(píng)論，哪種是正確的？ （）不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律。（）不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律。（）不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律。（）違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律。答案【C】 難度系數(shù)【0.1】 40、一定量的理想氣體向真空作絕熱自由

17、膨脹，體積由增至，在此過(guò)程中氣體的 （）內(nèi)能不變，熵增加。 （）內(nèi)能不變，熵減少。（）內(nèi)能不變，熵不變。 （）內(nèi)能增加，熵增加。答案【A】 難度系數(shù)【0.2】 二 填空題 1、在p-V圖上 (1) 系統(tǒng)的某一平衡態(tài)用_來(lái)表示； (2) 系統(tǒng)的某一平衡過(guò)程用_來(lái)表示；(3) 系統(tǒng)的某一平衡循環(huán)過(guò)程用_來(lái)表示。答案【一個(gè)點(diǎn)，一條曲線，一條封閉曲線】 難度系數(shù)【0.2】 2、如圖所示，已知圖中畫不同斜線的兩部分的面積分別為S1和S2，那么 (1) 如果氣體的膨脹過(guò)程為a1b，則氣體對(duì)外做功W_； (2) 如果氣體進(jìn)行a2b1a的循環(huán)過(guò)程，則它對(duì)外做功W_ 答案【】 難度系數(shù)【0.2】 3、 在一個(gè)孤

18、立系統(tǒng)內(nèi)，一切實(shí)際過(guò)程都向著_的方向進(jìn)行這就是熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義從宏觀上說(shuō)，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際的過(guò)程都是_ 答案【狀態(tài)幾率增大，不可逆的】 難度系數(shù)【0.1】 4、圖示的兩條曲線分別表示氦、氧兩種氣體在相同溫度T時(shí)分子按速率的分布，其中 (1) 曲線 I 表示_氣分子的速率分布曲線； 曲線 II表示_氣分子的速率分布曲線 (2) 畫有陰影的小長(zhǎng)條面積表示_ (3) 分布曲線下所包圍的面積表示_答案【 氧 ，氦 速率在vvv范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率 速率在0整個(gè)速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)的百分率的總和】 難度系數(shù)【0.1】 5、一熱機(jī)從溫度為 727的高溫?zé)嵩次鼰?，向溫度?527的低

19、溫?zé)嵩捶艧崛魺釞C(jī)在最大效率下工作，且每一循環(huán)吸熱2000 J ，則此熱機(jī)每一循環(huán)作功_J 答案【400】 難度系數(shù)【0.1】 6、從統(tǒng)計(jì)的意義來(lái)解釋, 不可逆過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)_的轉(zhuǎn)變過(guò)程, 一切實(shí)際過(guò)程都向著_的方向進(jìn)行 答案【從幾率較小的狀態(tài)到幾率較大的狀態(tài) ，熵增加 】 難度系數(shù)【0.1】 7、由絕熱材料包圍的容器被隔板隔為兩半，左邊是理想氣體，右邊真空如果把隔板撤去，氣體將進(jìn)行自由膨脹過(guò)程，達(dá)到平衡后氣體的溫度_(升高、降低或不變)，氣體的熵_(增加、減小或不變)答案【不變，增加】 難度系數(shù)【0.1】 三 計(jì)算題1、 難度系數(shù)【0.2】某單原子分子理想氣體在等壓過(guò)程中吸熱。求在此過(guò)程中氣

20、體對(duì)外做的功。1、解：氣體在等壓過(guò)程中吸熱：內(nèi)能變化為：由熱力學(xué)第一定律：那么，對(duì)于單原子理想氣體，有。2、難度系數(shù)【0.3】如圖所示，AB、DC是絕熱過(guò)程，CEA是等溫過(guò)程，BED是任意過(guò)程，組成一個(gè)循環(huán)。若圖中EDCE所包圍的面積為70 J，EABE所包圍的面積為30 J，過(guò)程中系統(tǒng)放熱100 J，求BED過(guò)程中系統(tǒng)吸熱為多少？2、解：正循環(huán)EDCE包圍的面積為70 J，表示系統(tǒng)對(duì)外作正功70 J；EABE的面積為30 J，因圖中表示為逆循環(huán)，故系統(tǒng)對(duì)外作負(fù)功，所以整個(gè)循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)對(duì)外作功為： W=70+(30)=40 J 設(shè)CEA過(guò)程中吸熱Q1，BED過(guò)程中吸熱Q2 ，由熱一律， W =

21、Q1+ Q2 =40 J Q2 = W Q1 =40(100)=140 J BED過(guò)程中系統(tǒng)從外界吸收140焦耳熱.3、難度系數(shù)【0.1】0.02 kg的氦氣(視為理想氣體)，溫度由17升為27若在升溫過(guò)程中，(1) 體積保持不變；(2) 壓強(qiáng)保持不變；(3) 不與外界交換熱量；試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體所作的功(普適氣體常量R =8.31 )3、解：氦氣為單原子分子理想氣體， (1) 等體過(guò)程，V常量，W =0 據(jù) QDE+W 可知 623 J (2) 定壓過(guò)程，p = 常量， =1.04×103 J DE與(1) 相同 W = Q - DE417 J (3)

22、 Q =0，DE與(1) 同 W = -DE=-623 J (負(fù)號(hào)表示外界作功) 4、難度系數(shù)【0.1】 一定量的理想氣體，從A態(tài)出發(fā)，經(jīng)pV圖中所示的過(guò)程到達(dá)B態(tài)，試求在這過(guò)程中，該氣體吸收的熱量 4、解：由圖可得 A態(tài)： 8×105 J B態(tài)： 8×105 J ，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知 ，DE = 0 根據(jù)熱力學(xué)第一定律得： J 5、 難度系數(shù)【0.2】 如圖所示，abcda為1 mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過(guò)程，求：(1) 氣體循環(huán)一次，在吸熱過(guò)程中從外界共吸收的熱量； (2) 氣體循環(huán)一次對(duì)外做的凈功； (3) 證明 在abcd四態(tài), 氣體的溫度有TaTc=Tb

23、Td 5、解：(1) 過(guò)程ab與bc為吸熱過(guò)程， 吸熱總和為 Q1=CV(TbTa)+Cp(TcTb) =800 J (2) 循環(huán)過(guò)程對(duì)外所作總功為圖中矩形面積 W = pb(VcVb)pd(Vd Va) =100 J (3) Ta=paVa/R，Tc = pcVc/R， Tb = pbVb /R，Td = pdVd/R， TaTc = (paVa pcVc)/R2=(12×104)/R2 TbTd = (pbVb pdVd)/R2=(12×104)/R2 TaTc=TbTd 6、 難度系數(shù)【0.3】一卡諾熱機(jī)(可逆的)，當(dāng)高溫?zé)嵩吹臏囟葹?127、低溫?zé)嵩礈囟葹?7時(shí)，其

24、每次循環(huán)對(duì)外作凈功8000 J今維持低溫?zé)嵩吹臏囟炔蛔?，提高高溫?zé)嵩礈囟龋蛊涿看窝h(huán)對(duì)外作凈功 10000 J若兩個(gè)卡諾循環(huán)都工作在相同的兩條絕熱線之間，試求： (1) 第二個(gè)循環(huán)的熱機(jī)效率； (2) 第二個(gè)循環(huán)的高溫?zé)嵩吹臏囟?6、解：(1) 且 Q2 = T2 Q1 /T1 即 24000 J 由于第二循環(huán)吸熱 ( ) 29.4 (2) 425 K 7、難度系數(shù)【0.3】1 mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過(guò)程如TV圖所示，其中c點(diǎn)的溫度為Tc=600 K求： (1) ab、bc、ca各個(gè)過(guò)程系統(tǒng)吸收的熱量； (2) 經(jīng)一循環(huán)系統(tǒng)所作的凈功； (3) 循環(huán)的效率 (注：循環(huán)效率=W/Q1，

25、W為循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)對(duì)外作的凈功，Q1為循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)從外界吸收的熱量ln2=0.693) 7、解：?jiǎn)卧臃肿拥淖杂啥萯=3從圖可知，ab是等壓過(guò)程， Va/Ta= Vb /Tb，Ta=Tc=600 K Tb = (Vb /Va)Ta=300 K (1) =6.23×103 J (放熱) =3.74×103 J (吸熱) Qca =RTcln(Va /Vc) =3.46×103 J (吸熱) (2) W =( Qbc +Qca )|Qab |=0.97×103 J (3) Q1=Qbc+Qca， =W / Q1=13.4% 8、難度系數(shù)【0.2】1 mol雙原

26、子分子理想氣體從狀態(tài)A(p1,V1)沿p -V圖所示直線變化到狀態(tài)B(p2,V2)，試求： (1) 氣體的內(nèi)能增量（2）氣體對(duì)外界所作的功 （3）氣體吸收的熱量（4）此過(guò)程的摩爾熱容 (摩爾熱容C =，其中表示1 mol物質(zhì)在過(guò)程中升高溫度時(shí)所吸收的熱量) 8、 解 (1) (2) ， W為梯形面積，根據(jù)相似三角形有p1V2= p2V1，則 (3) Q =E+W=3( p2V2p1V1 ) (4) 以上計(jì)算對(duì)于AB過(guò)程中任一微小狀態(tài)變化均成立，故過(guò)程中 Q =3(pV) 由狀態(tài)方程得 (pV) =RT， 故 Q =3RT，摩爾熱容 C=Q/T=3R 9、 難度系數(shù)【0.2】一定量的單原子分子理

27、想氣體，從初態(tài)A出發(fā)，沿圖示直線過(guò)程變到另一狀態(tài)B，又經(jīng)過(guò)等容、等壓兩過(guò)程回到狀態(tài)A (1) 求AB，BC，CA各過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的功W，內(nèi)能的增量DE以及所吸收的熱量Q (2) 整個(gè)循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的總功以及從外界吸收的總熱量(過(guò)程吸熱的代數(shù)和) 9、解：(1) AB： =200 J E1=n CV (TBTA)=3(pBVBpAVA) /2=750 J Q=W1+E1950 J BC： W2 =0 E2 =n CV (TCTB)=3( pCVCpBVB ) /2 =600 J Q2 =W2+E2600 J CA： W3 = pA (VAVC)=100 J J Q3 =W3+E325

28、0 J (2) W= W1 +W2 +W3=100 JQ= Q1 +Q2 +Q3 =100 J 10、 難度系數(shù)【0.3】如圖所示，有一定量的理想氣體，從初狀態(tài)a(p1,V1)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一個(gè)等體過(guò)程達(dá)到壓強(qiáng)為p1/4的b態(tài)，再經(jīng)過(guò)一個(gè)等壓過(guò)程達(dá)到狀態(tài)c，最后經(jīng)等溫過(guò)程而完成一個(gè)循環(huán)求該循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外作的功W和所吸的熱量Q 10、 解：設(shè)c狀態(tài)的體積為V2，則由于a，c兩狀態(tài)的溫度相同，p1V1= p1V2 /4 故 V2 = 4 V1 循環(huán)過(guò)程 E = 0 , Q =W 而在ab等體過(guò)程中功 W1= 0 在bc等壓過(guò)程中功 W2 =p1(V2V1) /4 = p1(4V1V1)/4=3 p

29、1V1/4 在ca等溫過(guò)程中功 W3 =p1 V1 ln (V2/V1) = -p1V1ln 4 W =W1 +W2 +W3 =(3/4)ln4 p1V1 Q =W=(3/4)ln4 p1V1 11. 難度系數(shù)【0.2】如圖所示，一圓柱形絕熱容器，其上方活塞由側(cè)壁突出物支持著，其下方容積共，被隔板分成體積相等的、兩部分。下部裝有氧氣，溫度為；上部為真空。抽開(kāi)隔板，使氣體充滿整個(gè)容器，且平衡后氣體對(duì)活塞的壓力正好與活塞自身重量平衡。（1）求抽開(kāi)板后，氣體的終態(tài)溫度以及熵變；（2）若隨后通過(guò)電阻絲對(duì)氣體緩慢加熱使氣體膨脹到，求該過(guò)程熵變。解：（1）抽開(kāi)C板后，氣體處于在真空中的絕熱變化，由于在真空

30、中，氣體體積的變化不做功，所以A=0，又是絕熱變化，所以Q=0，這樣E=0，也就是說(shuō)溫度不變，T=300K；那么要計(jì)算這一過(guò)程的熵變，我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)可逆過(guò)程為：等溫膨脹。所以：S=S-S =（2）第二過(guò)程中壓強(qiáng)不變，所以可設(shè)計(jì)為等壓膨脹過(guò)程。S=S-S = 12難度系數(shù)【0.2】如圖所示，已知圖中畫不同斜線的兩部分的面積分別為和.（1）如果氣體的膨脹過(guò)程為a1b，則氣體對(duì)外做功多少？（2）如果氣體進(jìn)行a2b1a的循環(huán)過(guò)程，則它對(duì)外做功又為多少？解：根據(jù)作功的定義，在PV圖形中曲線圍成的面積就是氣體在這一過(guò)程所作的功。則：（1）如果氣體的膨脹過(guò)程為a1b，則氣體對(duì)外做功為S1+S2 。（2）如果氣

31、體進(jìn)行a2b1a的循環(huán)過(guò)程，則它對(duì)外做功為：S1 。13. 難度系數(shù)【0.2】一系統(tǒng)由如圖所示的狀態(tài)沿到達(dá)狀態(tài)，有334J熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)做功。（1）經(jīng)過(guò)程，系統(tǒng)做功，問(wèn)有多少熱量傳入系統(tǒng)?（2）當(dāng)系統(tǒng)由狀態(tài)沿曲線返回狀態(tài)時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功為，試問(wèn)系統(tǒng)是吸熱還是放熱？熱量傳遞了多少?解：由acb過(guò)程可求出b態(tài)和a態(tài)的內(nèi)能之差Q=E+A，E=Q-A=334-126=208 Jadb過(guò)程，系統(tǒng)作功A=42 J ， Q=E+A=208+42=250J 系統(tǒng)吸收熱量ba過(guò)程，外界對(duì)系統(tǒng)作功A=-84 J， Q=EA=-208-84=-292 J 系統(tǒng)放熱14. 難度系數(shù)【0.2】溫度為25oC、壓強(qiáng)

32、為1atm的1mol剛性雙原子分子理想氣體，經(jīng)等溫過(guò)程體積膨脹至原來(lái)的3倍。（1）計(jì)算該過(guò)程中氣體對(duì)外的功；（2）假設(shè)氣體經(jīng)絕熱過(guò)程體積膨脹至原來(lái)的3倍，那么氣體對(duì)外的功又是多少？14解：（1）在等溫過(guò)程氣體對(duì)外作功：J（2）在絕熱過(guò)程中氣體對(duì)外做功為：由絕熱過(guò)程中溫度和體積的關(guān)系 得到溫度T2：代入上式：J15. 難度系數(shù)【0.1】汽缸內(nèi)有2mol氦氣，初始溫度為27oC，體積為20L。先將氦氣定壓膨脹，直至體積加倍，然后絕熱膨脹，直至回復(fù)初溫為止。若把氦氣視為理想氣體，求：（1）在該過(guò)程中氦氣吸熱多少？（2）氦氣的內(nèi)能變化是多少？（3）氦氣所做的總功是多少？15解：（1） 在定壓膨脹過(guò)程中

33、，隨著體積加倍，則溫度也加倍，所以該過(guò)程吸收的熱量為：而接下來(lái)的絕熱過(guò)程不吸收熱量，所以本題結(jié)果就是這個(gè)；（2）由于經(jīng)過(guò)剛才的一系列變化，溫度回到原來(lái)的值，所以內(nèi)能變化為零。（3）根據(jù)熱力學(xué)第二定律，氦氣所做的總功就等于所吸收的熱量為：。16. 難度系數(shù)【0.2】 0.02kg的氦氣（視為理想氣體），溫度由17 oC升為27 oC，若在升溫過(guò)程中：（1）體積保持不變；（2）壓強(qiáng)保持不變；（3）不與外界交換能量。分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體做功。16解：(1)等體過(guò)程由熱力學(xué)第一定律得Q=E吸熱 =E=CV(T-T)=(i/2)R(T-)=E=5×(3/2)×

34、;8.31×(300-290)=623 J對(duì)外作功 A=0(2)等壓過(guò)程=Cp（T-T）=(i+2)/2R(TT)吸熱 =5×(5/2)×8.31×(300-290)=1038.5 JE=CV(TT)內(nèi)能增加 E=5×(3/2)×8.31×(300-290)=623 J對(duì)外作功 A=Q-E=1038.5-623=415.5 J(3)絕熱過(guò)程由熱力學(xué)第一定律得A=E做功與內(nèi)能的變化均為 A=E=CV(T-T)=(i/2)R(T-)A=E=5×(3/2)×8.31×(300-290）=623 J吸熱

35、 Q=017. 難度系數(shù)【0.2】一定量的剛性雙原子分子氣體，開(kāi)始時(shí)處于壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa，體積為V0=4×10-3m3，溫度為T0=300K的初態(tài)，后經(jīng)等壓膨脹過(guò)程溫度上升到T1=450K，再經(jīng)絕熱過(guò)程溫度回到T2=300K，求整個(gè)過(guò)程中對(duì)外做的功。17解：等壓過(guò)程末態(tài)的體積 等壓過(guò)程氣體對(duì)外做功根據(jù)熱力學(xué)第一定律，絕熱過(guò)程氣體對(duì)外做的功為 這里 則 氣體在整個(gè)過(guò)程中對(duì)外所做的功 18 難度系數(shù)【0.2】 摩爾的某種理想氣體，狀態(tài)按的規(guī)律變化(式中為正常量)，當(dāng)氣體體積從膨脹到時(shí)，求氣體所作的功及氣體溫度的變化各為多少？解：在這過(guò)程中，氣體作功由理想氣體狀態(tài)方

36、程：PV=nRT，可知所以：，那么溫度的變化為：19.難度系數(shù)【0.3】 一側(cè)面絕熱的氣缸內(nèi)盛有1mol的單原子分子理想氣體氣體的溫度，活塞外氣壓，活塞面積，活塞質(zhì)量(活塞絕熱、不漏氣且與氣缸壁的摩擦可忽略)。由于氣缸內(nèi)小突起物的阻礙，活塞起初停在距氣缸底部為處今從底部極緩慢地加熱氣缸中的氣體，使活塞上升了的一段距離，如圖所示。試通過(guò)計(jì)算指出： （1）氣缸中的氣體經(jīng)歷的是什么過(guò)程？（2）氣缸中的氣體在整個(gè)過(guò)程中吸了多少熱量？解：（1）可分析出起初氣缸中的氣體的壓強(qiáng)由于小于P2（P2=外界壓強(qiáng)+活塞重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)），所以體積不會(huì)變，是一個(gè)等容升溫的過(guò)程，當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到P時(shí)，它將繼續(xù)做一個(gè)等壓膨脹的過(guò)

37、程，則氣缸中的氣體的過(guò)程為：等容升溫+等壓膨脹。（2）等容升溫：等壓膨脹：20. 難度系數(shù)【0.2】一定量的理想氣體在圖中的等溫線與絕熱線交點(diǎn)處兩線的斜率之比為0.714，求其摩爾定容熱容。解：絕熱線的斜率K1： 等溫線的斜率K2：根據(jù)題意：，則：所以：J21. 難度系數(shù)【0.1】一定量的理想氣體，從態(tài)出發(fā)，經(jīng)圖中所示的過(guò)程到達(dá)態(tài)，試求在這過(guò)程中，該氣體吸收的熱量。解：分析A、B兩點(diǎn)的狀態(tài)函數(shù)，很容易發(fā)現(xiàn)A、B兩點(diǎn)的溫度相同，所以A、B兩點(diǎn)的內(nèi)能相同，那么，在該過(guò)程中，該氣體吸收的熱量就等于這一過(guò)程對(duì)外界所做的功，也就是ACDB曲線所圍成的面積。22. 難度系數(shù)【0.2】設(shè)一動(dòng)力暖氣裝置由一臺(tái)卡諾熱機(jī)和一臺(tái)卡諾制冷機(jī)組合而成。熱機(jī)靠燃料燃燒時(shí)釋放的熱量工作并向暖氣系統(tǒng)中的水放熱，同時(shí)，熱機(jī)帶動(dòng)制冷機(jī)。制冷機(jī)自天然蓄水池中吸熱，也向暖氣系統(tǒng)放熱。假定熱機(jī)鍋爐的溫度為，天然蓄水池中水的溫度為，暖氣系統(tǒng)的溫度為，熱機(jī)從燃料燃燒時(shí)獲得熱量，計(jì)算暖氣系統(tǒng)所得熱量。解：由，可得： ，則得到而制冷機(jī)的 ，可得則：23. 難度系數(shù)【0.2】單原子理想氣體作題圖所示的的循環(huán)，并已求得如表中所填的三個(gè)數(shù)據(jù)，試根據(jù)熱力學(xué)定律和循環(huán)過(guò)