商學(xué)與人文部-物理熱學(xué)復(fù)習(xí)課件

1大學(xué)物理學(xué)UniversityPhysicsHEBEIUNITEDUNIVERSITY2熱學(xué)習(xí)題3本章主要內(nèi)容物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分子假說：（1）宏觀物體由大量的微觀粒子——分子或原子組成；（2）物體內(nèi)的分子在永不停息地作著無規(guī)則的熱運(yùn)動；（3）分子之間存在相互作用。理想氣體的狀態(tài)方程：理想氣體的壓強(qiáng)公式其中分子平均動能理想氣體的溫度公式分子的自由度單原子分子i=3雙原子分子i=5多原子分子i=6能量均分定理：在溫度為T的平衡態(tài)下，氣體分子每個自由度的平均動能都相等，等于kT/2。這就是能量均分定理。理想氣體內(nèi)能：最概然速率平均速率方均根速率理想氣體作功熱力學(xué)第一定律對于微小過程等體摩爾熱容等壓摩爾熱容理想氣體內(nèi)能增量等體過程過程方程：內(nèi)能、功和熱量的變化等壓過程過程方程內(nèi)能、功和熱量的變化等溫過程過程方程pV內(nèi)能、功和熱量的變化絕熱過程過程方程內(nèi)能、功和熱量的變化熱機(jī)效率制冷系數(shù)卡諾熱機(jī)效率卡諾制冷系數(shù)熱力學(xué)第二定律的兩種表述克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化?？藙谛匏贡硎鲋该鳠醾鲗?dǎo)過程是不可逆的。開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他變化。開爾文表述指明功變熱的過程是不可逆的。熵變其中等號適用于可逆過程，不等號適用于不可逆過程。熵增加原理：孤立系統(tǒng)經(jīng)一絕熱過程后，熵永不減少。如果過程是可逆的，則熵的數(shù)值不變；如果過程是不可逆的，則熵的數(shù)值增加。對于一個微小過程，有數(shù)學(xué)表述為（1）在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的任意工作物質(zhì)的可逆機(jī)，都具有相同的效率；（2）工作在相同的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g一切不可逆機(jī)的效率都不可能大于可逆機(jī)的效率?？ㄖZ定理熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義：自發(fā)過程總是由無序程度較低的宏觀態(tài)向著無序程度較高的宏觀態(tài)過度。選擇題1．一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?，分子平均平動動能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則它們：（A）溫度相同、壓強(qiáng)相同；（B）溫度、壓強(qiáng)都不相同；（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)．（C)2．1mol剛性雙原子分子理想氣體，當(dāng)溫度為T時，其內(nèi)能為：(A)(D)(C)(B)(C)3.1mol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.(B)4．如圖所示，一定量的理想氣體，沿著圖中直線從狀態(tài)a變到狀態(tài)b,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(fù)功，向外界放出熱量；（D）氣體對外作正功，內(nèi)能減少。········012341234

P(atm)V(l)ab(B)5．“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時，吸收的熱量全部用來對外作功”，對此說法，有如下幾種評論，哪種是正確的？（A）不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律；（B）不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律；（C）不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律；（D）違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律。(C)6．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）不可逆過程就是不能向相反方向進(jìn)行的過程；（D）一切自發(fā)過程都是不可逆的。(D)7．對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)對外所作的功與從外界吸收的熱量之比等于（A）1／3；（B）1／4；（C）2／5；（D）2／7。(D)8．設(shè)高溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度是低溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度的倍，則理想氣體在一次卡諾循環(huán)中，傳給低溫?zé)嵩吹臒崃渴菑母邷責(zé)嵩次〉臒崃康模海ˋ)n倍；（B)n-1倍；（C）1/n倍；（D)n+1/n倍。(C)9．如果卡諾熱機(jī)的循環(huán)曲線所包圍的面積從圖中的增大為，那么兩個循環(huán)所作的凈功和熱機(jī)效率變化情況是：（A）凈功增大，效率提高；（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。

pVoabcd(D)10．氦、氮、水蒸汽（均視為理想氣體），它們的摩爾數(shù)相同，初始狀態(tài)相同，若使它們在體積不變情況下吸收相等的熱量，則：（A）它們的溫度升高相同，壓強(qiáng)增加相同；（B）它們的溫度升高相同，壓強(qiáng)增加不相同；（C）它們的溫度升高不相同，壓強(qiáng)增加不相同；（D）它們的溫度升高不相同，壓強(qiáng)增加相同。(C)11．在溫度分別為和的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的熱機(jī)，理論上的最大效率為：（A）25%；（B）50%；（C）75%；（D）91.74%。12．有人設(shè)計一臺卡諾熱機(jī)．每循環(huán)一次可從400K的高溫?zé)嵩次鼰?800J，向300K的低溫?zé)嵩捶艧?00J．同時對外作功1000J，這樣的設(shè)計是：（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，這個熱機(jī)的效率超過理論值．

(B)(D)填空題1．2g氫氣與2g氦氣分別裝在兩個容積相同的封閉容器內(nèi)，溫度也相同（氫氣分子視為剛性雙原子分子），則：（1）氫分子與氦分子的平均平動動能之比＝_________；（2）氫氣與氦氣壓強(qiáng)之比＝______________________；（3）氫氣與氦氣內(nèi)能之比＝______________________。1:1

2:1

10:3

2．常溫常壓下，一定量的某種理想氣體（可視為剛性分子自由度為i），在等壓過程中吸熱為Q，對外作功為A，內(nèi)能增加為，則_________，________。2/i+2i/i+23．已知1mol的某種理想氣體（可視為剛性分子），在等壓過程中溫度上升1K，內(nèi)能增加了20.78J，則氣體對外作功為_____，氣體吸收熱量為__________。8.31J29.09J4．一卡諾熱機(jī)（可逆的），低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7攝氏度，熱機(jī)效率為40%，其高溫?zé)嵩礈囟葹開_______K。今欲將該熱機(jī)效率提高到50%，若低溫?zé)嵩幢３植蛔儯瑒t高溫?zé)嵩吹臏囟葢?yīng)增加________K。500100計算題1．一定量的單原子分子理想氣體，從初態(tài)A出發(fā)，沿圖示直線過程變到另一狀態(tài)B，又經(jīng)過等容、等壓兩過程回到狀態(tài)A。（1）求A到B，B到C，C到A各過程中系統(tǒng)對外所作的功，內(nèi)能的增量以及所吸收的熱量。（2）整個循環(huán)過程中系統(tǒng)對外所作的總功以及從外界吸收的總熱量（過程吸熱的代數(shù)和）．12312OV(10-3m3)

p(105Pa)ABC1．解:(1)

（2）

2．一定量的某種理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過程．已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度為300K，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