大學(xué)物理習(xí)題教案熱力學(xué)

1、大學(xué)物理習(xí)題教案大學(xué)物理習(xí)題教案09.09.熱力學(xué)熱力學(xué)D 3. 對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在以下過(guò)程中，哪個(gè)過(guò)對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在以下過(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)外做的功三程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外做的功三者均為負(fù)值：者均為負(fù)值：A等容降壓過(guò)程等容降壓過(guò)程 B等溫膨脹過(guò)程等溫膨脹過(guò)程 C絕熱膨脹過(guò)程絕熱膨脹過(guò)程 D等壓壓縮過(guò)程等壓壓縮過(guò)程 D 4. 對(duì)于室溫下的雙原子分子理想氣體，在等壓膨脹對(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之比 A / Q 等于：等于： A1 /

2、 3 B1 / 4 C2 / 5 D2 / 7 215() ()2mQRRTTM2121()()mAp VVR TTM A 5. 摩爾數(shù)相等的三種理想氣體摩爾數(shù)相等的三種理想氣體 He 、N2 和和 CO2 ，假設(shè)從同一初態(tài)，經(jīng)等壓加熱，且在加熱過(guò)程中假設(shè)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，那么體積增量最大的三種氣體吸收的熱量相等，那么體積增量最大的氣體是：氣體是： A He BN2 CCO2 D三種氣體的體積增量相同三種氣體的體積增量相同 212122()()22m iiQR TTP VVM A 6. 如下圖，一定量理想氣體從體積為如下圖，一定量理想氣體從體積為V1

3、 膨脹到膨脹到V2 ，AB 為等壓過(guò)程，為等壓過(guò)程，AC 為等溫過(guò)程，為等溫過(guò)程， AD為絕熱過(guò)程，為絕熱過(guò)程，那么吸熱最多的是：那么吸熱最多的是： A AB 過(guò)程過(guò)程 BAC 過(guò)程過(guò)程 C AD 過(guò)程過(guò)程 D不能確定不能確定 D 7. 如下圖，理想氣體在如下圖，理想氣體在 的過(guò)程中，的過(guò)程中， 應(yīng)是：應(yīng)是： A 氣體從外界凈吸熱，內(nèi)能增加；氣體從外界凈吸熱，內(nèi)能增加； B 氣體從外界凈吸熱，內(nèi)能減少；氣體從外界凈吸熱，內(nèi)能減少； C 氣體向外界凈放熱，內(nèi)能增加；氣體向外界凈放熱，內(nèi)能增加； D 氣體向外界凈放熱，內(nèi)能減少。氣體向外界凈放熱，內(nèi)能減少。 B 一定量理想氣體，沿著圖中直線狀態(tài)從一

4、定量理想氣體，沿著圖中直線狀態(tài)從 a 變到變到狀態(tài)狀態(tài) b ，那么在此過(guò)程中，那么在此過(guò)程中 A 氣體對(duì)外作正功，向外界放出熱量；氣體對(duì)外作正功，向外界放出熱量； B 氣體對(duì)外作正功，從外界吸熱；氣體對(duì)外作正功，從外界吸熱； C 氣體對(duì)外作負(fù)功，向外界放出熱量；氣體對(duì)外作負(fù)功，向外界放出熱量； D 氣體對(duì)外作正功，內(nèi)能減少。氣體對(duì)外作正功，內(nèi)能減少。 9. 如圖，一卡諾機(jī)由原來(lái)采用循環(huán)過(guò)程如圖，一卡諾機(jī)由原來(lái)采用循環(huán)過(guò)程 a b c d a 改為采用循環(huán)過(guò)程改為采用循環(huán)過(guò)程 a e f d a ，那么循環(huán)過(guò)程，那么循環(huán)過(guò)程 的的PVabcdefT1T2 D A凈功增大，效率提高；凈功增大，效率

5、提高； B凈功增大，效率降低；凈功增大，效率降低；C凈功和效率都不變；凈功和效率都不變； D凈功增大，效率不變凈功增大，效率不變 C 根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷以下哪種說(shuō)法是根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷以下哪種說(shuō)法是 正確的選項(xiàng)是：正確的選項(xiàng)是：A熱量能從高溫物體傳到低溫物體，但不熱量能從高溫物體傳到低溫物體，但不能能 從低溫物體傳到高溫物體；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梢匀孔優(yōu)闊幔珶岵荒苋孔優(yōu)楣?；功；C氣體能夠自由膨脹，但不能自由壓縮；氣體能夠自由膨脹，但不能自由壓縮；D有規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的能量能夠變?yōu)闊o(wú)規(guī)那么有規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的能量能夠變?yōu)闊o(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的能運(yùn)動(dòng)的能 量，

6、但無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的能量不能夠變?yōu)榱?，但無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的能量不能夠變?yōu)橛幸?guī)那么有規(guī)那么 運(yùn)動(dòng)的能量。運(yùn)動(dòng)的能量。 傳熱傳熱做功做功溫度的變化溫度的變化過(guò)程過(guò)程填空題填空題1. 要使一熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增加，可以通過(guò)要使一熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增加，可以通過(guò) 或或 兩種方式，或者兩種兩種方式，或者兩種 方式兼用來(lái)完成。熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生方式兼用來(lái)完成。熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生 變化時(shí)，其內(nèi)能的增量只決定于變化時(shí)，其內(nèi)能的增量只決定于 ，而與，而與 無(wú)關(guān)。無(wú)關(guān)。 124.7-84.352 一氣缸內(nèi)儲(chǔ)有一氣缸內(nèi)儲(chǔ)有 10 mol 單原子分子理想氣體，單原子分子理想氣體，在壓縮過(guò)程中，外力做功在壓縮過(guò)程中，外力做功

7、209 J，氣體溫度升高，氣體溫度升高 1 K，那么氣體內(nèi)能的增量，那么氣體內(nèi)能的增量 E 為為 J，吸收的熱量吸收的熱量 Q 為為 J。209 JW 32mERTMQAE 1/2 23. 16 g 氧氣在氧氣在 400 K 溫度下等溫壓縮，氣溫度下等溫壓縮，氣體放出的熱量為體放出的熱量為 1152 J ，那么被壓縮后的氣，那么被壓縮后的氣體的體積為原體積的體的體積為原體積的 倍，而壓強(qiáng)為原倍，而壓強(qiáng)為原來(lái)壓強(qiáng)的來(lái)壓強(qiáng)的 倍。倍。2112lnlnTVPmmQARTRTMVMP過(guò)程過(guò)程AB 等溫等溫BC 等壓等壓CA 等容等容ABCAQ (J) W (J) E (J)100-42-84h h-1

8、268458100058084031.5%4 一定量的理想氣體作如下圖的循環(huán)，一定量的理想氣體作如下圖的循環(huán)，試填入下表內(nèi)各空格應(yīng)有的數(shù)值。試填入下表內(nèi)各空格應(yīng)有的數(shù)值。 QWE()()0ACCBEEEE5810084h5 如下圖，如下圖，1 mol 的單原子分子理想氣體從的單原子分子理想氣體從初態(tài)初態(tài)A P1 ，V1 開(kāi)始沿如圖直線變化到末開(kāi)始沿如圖直線變化到末態(tài)態(tài)B P2 ，V2 時(shí)，時(shí)，其內(nèi)能的改變量為其內(nèi)能的改變量為 ，從外界吸熱為從外界吸熱為 ，對(duì)外界作功為對(duì)外界作功為 。 ) (231122VPVP) (21122VPVP) (211122VPVP2131()2ER TT 2121

9、1()()2WPP VV2221121 11()2PVPVPVPV400一熱機(jī)從溫度為一熱機(jī)從溫度為 727 oC 的高溫?zé)嵩次鼰?，向的高溫?zé)嵩次鼰幔驕囟葹闇囟葹?527 oC 的低溫?zé)嵩捶艧?，假設(shè)熱機(jī)在的低溫?zé)嵩捶艧?，假設(shè)熱機(jī)在最大效率下工作，且每一循環(huán)吸熱最大效率下工作，且每一循環(huán)吸熱 2000 J， 那么此熱機(jī)每一循環(huán)作功為那么此熱機(jī)每一循環(huán)作功為 J。800K11000Kh 卡諾卡諾25%7. 以一定量的理想氣體作為工作物質(zhì)，在以一定量的理想氣體作為工作物質(zhì)，在 P - T圖中經(jīng)圖示的循環(huán)過(guò)程。圖中圖中經(jīng)圖示的循環(huán)過(guò)程。圖中a b及及 c d為為兩個(gè)絕熱過(guò)程，那么循環(huán)過(guò)程為兩個(gè)絕熱過(guò)

10、程，那么循環(huán)過(guò)程為 循環(huán)，循環(huán)，其效率為其效率為 。PT（K）dcba300400300K1400Kh 320 K8. 一卡諾熱機(jī)在每次循環(huán)中都要從溫度為一卡諾熱機(jī)在每次循環(huán)中都要從溫度為 400 K 的高溫?zé)嵩次鼰岬母邷責(zé)嵩次鼰?418 J ，向低溫?zé)嵩捶?，向低溫?zé)嵩捶艧釤?334.4 J ，低溫?zé)嵩吹臏囟葹?，低溫?zé)嵩吹臏囟葹?。2334.411400418Th 9. 一臺(tái)冰箱，放在氣溫為一臺(tái)冰箱，放在氣溫為 300K 的房間內(nèi)，冰箱制的房間內(nèi)，冰箱制作一塊作一塊 -13C的冰塊需從冷凍室內(nèi)取走的冰塊需從冷凍室內(nèi)取走2.09105J的熱量。設(shè)冰箱為理想卡諾制冷機(jī)，那么做此冰塊的熱量。設(shè)冰箱為

11、理想卡諾制冷機(jī)，那么做此冰塊需壓縮機(jī)做功需壓縮機(jī)做功_。 3.22 104J2212QTWTT計(jì)算題計(jì)算題 11mol 氫氣，在壓強(qiáng)為氫氣，在壓強(qiáng)為 1 atm ，溫度，溫度為為 20 oC 時(shí)，體積為時(shí)，體積為V0 . 現(xiàn)使氫氣分別現(xiàn)使氫氣分別經(jīng)如下過(guò)程到達(dá)同一末態(tài)。經(jīng)如下過(guò)程到達(dá)同一末態(tài)。1先保持先保持體積不變，加熱使其溫度升高到體積不變，加熱使其溫度升高到80 oC，然后令其作等溫膨脹，直至體積變?yōu)樵缓罅钇渥鞯葴嘏蛎洠敝馏w積變?yōu)樵w積的兩倍；體積的兩倍；2先使其作等溫膨脹至先使其作等溫膨脹至體積為原體積的兩倍，體積為原體積的兩倍， 然后保持體積然后保持體積不變，加熱到不變，加熱到 8

12、0 oC . 試分別求出上述兩個(gè)過(guò)程中氣體的吸熱，試分別求出上述兩個(gè)過(guò)程中氣體的吸熱，做功和內(nèi)能的增量，并作出做功和內(nèi)能的增量，并作出 P-V 圖氫圖氫氣可視為理想氣體。氣可視為理想氣體。 VP20 C 80 C 解解1等容過(guò)程等容過(guò)程0VA)(12TTCMmEQVV51601246.5 J2R 等溫過(guò)程等溫過(guò)程0E0022lnVVRTMmAQTTJ 3 .20332ln)80273(31. 81J 3 .2033AJ 8 .3279QJ 5 .1246E2等溫過(guò)程等溫過(guò)程0EJ 7 .16872ln001VVRTMmAQTT等容過(guò)程等容過(guò)程0VAJ 5 .1246)(12TTCMmEQVVJ

13、 1246.5EJ 1687.7AJ 2934.2Q2. 一定量的單原子分子理想氣體，從一定量的單原子分子理想氣體，從A態(tài)出發(fā)經(jīng)過(guò)等壓過(guò)態(tài)出發(fā)經(jīng)過(guò)等壓過(guò)程膨脹到程膨脹到B態(tài)，又經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程膨脹到態(tài)，又經(jīng)過(guò)絕熱過(guò)程膨脹到C態(tài)，如下圖。試態(tài)，如下圖。試求這全過(guò)程中，該氣體對(duì)外所做的功、內(nèi)能的增量以及吸求這全過(guò)程中，該氣體對(duì)外所做的功、內(nèi)能的增量以及吸收的熱量。收的熱量。 P/atmV/m31428ABC解解BBCCP VP V33.49 mBVACTT由圖得，由圖得，()ABPBCQCTT55()1.4910 J2BBAAP VP V全過(guò)程：全過(guò)程：51.4910 JQ 0E51.4910 JW

14、3. 圖所示，有一定量的理想氣體，從初狀態(tài)圖所示，有一定量的理想氣體，從初狀態(tài) aP1,V1開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一個(gè)等容過(guò)程到達(dá)壓強(qiáng)為開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一個(gè)等容過(guò)程到達(dá)壓強(qiáng)為P1/4 的的 b 態(tài)，再經(jīng)過(guò)一個(gè)等壓過(guò)程到達(dá)狀態(tài)態(tài)，再經(jīng)過(guò)一個(gè)等壓過(guò)程到達(dá)狀態(tài) c ，最后經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程而完成一個(gè)循環(huán)。求該循環(huán)最后經(jīng)過(guò)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)外做的功過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外做的功 A 和吸收的熱量和吸收的熱量 Q .解：解：設(shè)狀態(tài)設(shè)狀態(tài) c 的體積為的體積為V2 , 由于由于a , c 兩狀態(tài)的溫度相同兩狀態(tài)的溫度相同故故1112214 4PVPVVV ，循環(huán)過(guò)程循環(huán)過(guò)程0, EQA 而在而在 a b 等容過(guò)程中功等容過(guò)程中功10A 在在 b c 等壓過(guò)程中功等壓過(guò)程中功1221113()44PAVVPV 在在 c a 等溫過(guò)程中功等溫過(guò)程中功 3111211lnln4APVV VPV 12311113 4ln43 4ln4AAAAPVQAPV111p h h 21pPP 設(shè)燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)的理想氣體作如下圖的循環(huán)過(guò)程，設(shè)燃?xì)鉁u輪機(jī)內(nèi)的理想氣體作如下圖的循環(huán)過(guò)