大學物理：習題十一 熱力學第一定律

1、一、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 2. 一定量的理想氣體，從pV圖上初態(tài)a經(jīng)歷(1)或(2)過程到達末態(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)過程中吸熱，(2) 過程中放熱 (B) (1)過程中放熱，(2) 過程中吸熱 (C) 兩種過程中都吸熱 (D) 兩種過程中都放熱3一定量某理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過程是：從初態(tài)(V0,T0)開始，先經(jīng)絕熱膨脹使其體積增大1倍，再經(jīng)等體升溫回復到初態(tài)溫度

2、T0，最后經(jīng)等溫過程使其體積回復為V0，則氣體在此循環(huán)過程中 (A) 對外作的凈功為正值 (B) 對外作的凈功為負值 (C) 內(nèi)能增加了 (D) 從外界凈吸的熱量為正值 4雙原子理想氣體，做等壓膨脹，若氣體膨脹過程從熱源吸收熱量700J，則該氣體對外做功為 （A）350J； （B）300J；（C）250J； （D）200J。5一熱機在兩熱源（，）之間工作，一循環(huán)過程吸熱1800J，放熱800J，做功1000J，此循環(huán)可能實現(xiàn)嗎？ （A）可能； （B）不可能； （C）無法判斷。 6.在標準狀態(tài)下，若氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)和氦氣的體積比V1 / V2=1 / 3 ，則其內(nèi)能之比U1

3、/ U2為: (A) 3 / 10 (B) 1 / 3 (C) 5 / 6 (D) 5 / 9 7某理想氣體分別進行了如圖所示的兩個卡諾循環(huán)：(abcda)和(a'b'c'd'a')，且兩個循環(huán)曲線所圍面積相等設循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫熱源處吸的熱量為Q，循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫熱源處吸的熱量為Q，則 (A) h < h, Q < Q. (B) h < h, Q > Q. (C) h > h, Q < Q. (D) h > h, Q > Q. 二、填空題1汽缸內(nèi)有單原子理想氣體，若絕熱壓縮使體積

4、減半，問氣體分子的平均速率變?yōu)樵瓉硭俾实?倍？若為雙原子理想氣體則為 倍？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_ J.3.一熱機從溫度為 727的高溫熱源吸熱，向溫度為 527的低溫熱源放熱若熱機在最大效率下工作，且每一循環(huán)吸熱2000 J ，則此熱機每一循環(huán)作功_ J4 一卡諾機從373K的高溫熱源吸熱，向273K的低溫熱源放熱，若該熱機從高溫熱源吸收1000J熱量，則該熱機所做的功 ；放

5、出熱量 。5.在標準狀態(tài)下，若氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)和氦氣的體積比V1 / V2=3 / 5 ，則其內(nèi)能之比U1 / U2為_6.右圖為一理想氣體幾種狀態(tài)變化過程的pV圖，其中MT為等溫線，MQ為絕熱線，在AM、BM、CM三種準靜態(tài)過程中： (1) 溫度降低的是_過程； (2) 氣體吸熱的是_過程 7.有摩爾理想氣體，作如圖所示的循環(huán)過程acba，其中acb為半圓弧，b-a為等壓線，pc=2pa令氣體進行a-b的等壓過程時吸熱Qab，則在此循環(huán)過程中氣體凈吸熱量Q_Qab (填入：，或) 三、計算題1.氣缸內(nèi)貯有36 g水蒸汽(視為剛性分子理想氣體)，經(jīng)abcda循環(huán)過程如圖所示

6、其中ab、cd為等體過程，bc為等溫過程，da為等壓過程試求： (1) da 過程中水蒸氣作的功Wda (2) ab 過程中水蒸氣內(nèi)能的增量Eab (3) 循環(huán)過程水蒸汽作的凈功W (4) 循環(huán)效率(注：循環(huán)效率W/Q1，W為循環(huán)過程水蒸汽對外作的凈功，Q1為循環(huán)過程水蒸汽吸收的熱量，1 atm= 1.013×105 Pa) 2.一定量的理想氣體在標準狀態(tài)下體積為 1.0×10-2 m3，求下列過程中氣體吸收的熱量： (1) 等溫膨脹到體積為 2.0×10-2 m3；(已知1 atm= 1.013×105 Pa，并設氣體的CV = 5R / 2) (2)

7、 先等體冷卻，再等壓膨脹到 (1) 中所到達的終態(tài) 3.一定量的單原子分子理想氣體，從A態(tài)出發(fā)經(jīng)等壓過程膨脹到B態(tài)，又經(jīng)絕熱過程膨脹到C態(tài)，如圖所示試求這全過程中氣體對外所作的功，內(nèi)能的增量以及吸收的熱量 41 mol理想氣體在T1 = 400 K的高溫熱源與T2 = 300 K的低溫熱源間作卡諾循環(huán)（可逆的），在400 K的等溫線上起始體積為V1 = 0.001 m3，終止體積為V2 = 0.005 m3，試求此氣體在每一循環(huán)中(1) 從高溫熱源吸收的熱量Q1 (2) 氣體所作的凈功W (3) 氣體傳給低溫熱源的熱量Q25一定量的某種理想氣體進行如圖所示的循環(huán)過程已知氣體在狀態(tài)A的溫度為TA300 K，求 (1) 氣體在狀態(tài)B、C的溫度； (2) 各過程中氣體對外所作的功； (3) 經(jīng)過整個循環(huán)過程，氣體從外界吸收的總熱量(各過程吸熱的代數(shù)和) 6一氣缸內(nèi)盛有1 mol溫度為27 ，壓強為1 atm的氮氣(視作剛性雙原子分子的理想氣體)先使它等壓膨脹到原來體積的兩倍，再等體升壓使其壓強變?yōu)? atm，最后使它等溫膨脹到壓強為1 atm求：氮氣在全部過程中對外作的總功及其內(nèi)能的變化(普適氣體常量R=8.31 J·mol1·K1) 7. 1 mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過程如TV圖所示，其中c點