大學(xué)物理：習(xí)題十一 熱力學(xué)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(wú)論經(jīng)過(guò)的是什么過(guò)程，系統(tǒng)必然 (A) 對(duì)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(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3一定量某理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過(guò)程是：從初態(tài)(V0,T0)開(kāi)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(fù)到初態(tài)溫度

2、T0，最后經(jīng)等溫過(guò)程使其體積回復(fù)為V0，則氣體在此循環(huán)過(guò)程中 (A) 對(duì)外作的凈功為正值 (B) 對(duì)外作的凈功為負(fù)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(guò)程從熱源吸收熱量700J，則該氣體對(duì)外做功為 （A）350J； （B）300J；（C）250J； （D）200J。5一熱機(jī)在兩熱源（，）之間工作，一循環(huán)過(guò)程吸熱1800J，放熱800J，做功1000J，此循環(huán)可能實(shí)現(xiàn)嗎？ （A）可能； （B）不可能； （C）無(wú)法判斷。 6.在標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行了如圖所示的兩個(gè)卡諾循環(huán)：(abcda)和(a'b'c'd'a')，且兩個(gè)循環(huán)曲線所圍面積相等設(shè)循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬臒崃繛镼，循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬臒崃繛镼，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(wèn)氣體分子的平均速率變?yōu)樵瓉?lái)速率的 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(zhǔn)靜態(tài)等體過(guò)程變到平衡態(tài)B，將從外界吸收熱量416 J，若經(jīng)準(zhǔn)靜態(tài)等壓過(guò)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(zhǔn)靜態(tài)等壓過(guò)程中氣體對(duì)外界所作的功為_(kāi) J.3.一熱機(jī)從溫度為 727的高溫?zé)嵩次鼰?，向溫度?527的低溫?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_ J4 一卡諾機(jī)從373K的高溫?zé)嵩次鼰?，?73K的低溫?zé)嵩捶艧?，若該熱機(jī)從高溫?zé)嵩次?000J熱量，則該熱機(jī)所做的功 ；放

5、出熱量 。5.在標(biāo)準(zhǔn)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_(kāi)6.右圖為一理想氣體幾種狀態(tài)變化過(guò)程的pV圖，其中MT為等溫線，MQ為絕熱線，在AM、BM、CM三種準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中： (1) 溫度降低的是_過(guò)程； (2) 氣體吸熱的是_過(guò)程 7.有摩爾理想氣體，作如圖所示的循環(huán)過(guò)程acba，其中acb為半圓弧，b-a為等壓線，pc=2pa令氣體進(jìn)行a-b的等壓過(guò)程時(shí)吸熱Qab，則在此循環(huán)過(guò)程中氣體凈吸熱量Q_Qab (填入：，或) 三、計(jì)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(guò)程如圖所示

6、其中ab、cd為等體過(guò)程，bc為等溫過(guò)程，da為等壓過(guò)程試求： (1) da 過(guò)程中水蒸氣作的功Wda (2) ab 過(guò)程中水蒸氣內(nèi)能的增量Eab (3) 循環(huán)過(guò)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(guò)程水蒸汽對(duì)外作的凈功，Q1為循環(huán)過(guò)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積為 1.0×10-2 m3，求下列過(guò)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(shè)氣體的CV = 5R / 2) (2)

7、 先等體冷卻，再等壓膨脹到 (1) 中所到達(dá)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(guò)程膨脹到B態(tài)，又經(jīng)絕熱過(guò)程膨脹到C態(tài)，如圖所示試求這全過(guò)程中氣體對(duì)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?zé)嵩磁cT2 = 300 K的低溫?zé)嵩撮g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?zé)嵩次盏臒崃縌1 (2) 氣體所作的凈功W (3) 氣體傳給低溫?zé)嵩吹臒崃縌25一定量的某種理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過(guò)程已知?dú)怏w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(guò)程中氣體對(duì)外所作的功； (3) 經(jīng)過(guò)整個(gè)循環(huán)過(guò)程，氣體從外界吸收的總熱量(各過(guò)程吸熱的代數(shù)和) 6一氣缸內(nèi)盛有1 mol溫度為27 ，壓強(qiáng)為1 atm的氮?dú)?視作剛性雙原子分子的理想氣體)先使它等壓膨脹到原來(lái)體積的兩倍，再等體升壓使其壓強(qiáng)變?yōu)? atm，最后使它等溫膨脹到壓強(qiáng)為1 atm求：氮?dú)庠谌窟^(guò)程中對(duì)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(guò)程如TV圖所示，其中c點(diǎn)