大學(xué)物理-第六章練習(xí)答案

第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)練習(xí)一一.選擇題1.一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。2.對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來說，在下列過程中，哪個(gè)過程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外作做的功三者均為負(fù)值。（C）(A)等容降壓過程；(B)等溫膨脹過程；(C)等壓壓縮過程；(D)絕熱膨脹過程。ppVVOOabc(1)(2)def圖13.一定量的理想氣體，分別經(jīng)歷如圖1(1)所示的abc過程(圖中虛線ac為等溫線)和圖1(2)所示的ppVVOOabc(1)(2)def圖1(A)abc過程吸熱，def過程放熱；(B)abc過程放熱，def過程吸熱；(C)abc過程def過程都吸熱；(D)abc過程def過程都放熱?！ぁABVp圖.24.如圖2，一定量的理想氣體，由平衡狀態(tài)A變到平衡狀態(tài)B(··OABVp圖.2對(duì)外做正功；(B)內(nèi)能增加；(C)從外界吸熱；(D)向外界放熱。二.填空題1.一定量的理想氣體處于熱動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí)，此熱力學(xué)系統(tǒng)不隨時(shí)間變化的三個(gè)宏觀量是PVT，而隨時(shí)間變化的微觀量是每個(gè)分子的狀態(tài)量。2.一定量的單原子分子理想氣體在等溫過程中，外界對(duì)它做功為200J，則該過程中需吸熱__-200_____J。3.一定量的某種理想氣體在某個(gè)熱力學(xué)過程中，外界對(duì)系統(tǒng)做功240J，氣體向外界放熱620J，則氣體的內(nèi)能減少，(填增加或減少)，=-380J。4.處于平衡態(tài)A的熱力學(xué)系統(tǒng)，若經(jīng)準(zhǔn)靜態(tài)等容過程變到平衡態(tài)B，將從外界吸熱416J，若經(jīng)準(zhǔn)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，將從外界吸熱582J，所以，從平衡態(tài)A變到平衡態(tài)C的準(zhǔn)靜態(tài)等壓過程中系統(tǒng)對(duì)外界所做的功為582-416=166J。三.計(jì)算題1.一定量氫氣在保持壓強(qiáng)為4.00×Pa不變的情況下，溫度由0℃升高到50．0℃時(shí)，吸收了6.0×104J的熱量。(1)求氫氣的摩爾數(shù)?(2)氫氣內(nèi)能變化多少?(3)氫氣對(duì)外做了多少功?(4)如果這氫氣的體積保持不變而溫度發(fā)生同樣變化、它該吸收多少熱量?解：（1）由得（2）（3）（4）2.一定量的理想氣體，其體積和壓強(qiáng)依照=的規(guī)律變化，其中為常數(shù)，試求：(1)氣體從體積膨脹到所做的功；(2)體積為時(shí)的溫度與體積為時(shí)的溫度之比。(1)：(2):3.一熱力學(xué)系統(tǒng)由如圖3所示的狀態(tài)a沿acb過程到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，吸收了560J的熱量，對(duì)外做了356J的功。(1)如果它沿adb過程到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，對(duì)外做了220J的功，它吸收了多少熱量?圖3(2)當(dāng)它由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)它做了282J的功，它將吸收多少熱量？是真吸了熱，還是放了熱圖3解：根據(jù)熱力學(xué)第一定律（1）∵a沿acb過程達(dá)到狀態(tài)b，系統(tǒng)的內(nèi)能變化是：第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)練習(xí)三一.選擇題S1S2PVO圖11.理想氣體卡諾循環(huán)過程的兩條絕熱線下的面積大小(圖1中陰影部分)分別為S1S2PVO圖1(A)S1>S2；(B)S1=S2；(C)S1<S2；(D)無法確定。2.在下列說法中，哪些是正確的？（C）(1)可逆過程一定是平衡過程；(2)平衡過程一定是可逆的；(3)不可逆過程一定是非平衡過程；(4)非平衡過程一定是不可逆的。(A)(1)、(4)；(B)(2)、(3)；(C)(1)、(2)、(3)、(4)；(D)(1)、(3)。3.根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知（D）(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。4.“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對(duì)外做功”。對(duì)此說法，有以下幾種評(píng)論，哪種是正確的？（C）(A)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。二.填空題1.如圖2的卡諾循環(huán):(1)abcda，(2)dcefd，(3)abefa，其效率分別為:=1/3，=1/2，=2/3。2.卡諾致冷機(jī)，其低溫?zé)嵩礈囟葹門2=300K，高溫?zé)嵩礈囟葹門1=450K，每一循環(huán)從低溫?zé)嵩次鼰酫2=400J，已知該致冷機(jī)的致冷系數(shù)=Q2/A=T2/(T1－T2)(式中A為外界對(duì)系統(tǒng)做的功)，則每一循環(huán)中外界必須做功A=200J。3.1mol理想氣體(設(shè)=Cp/CV為已知)的循環(huán)過程如圖3的T—V圖所示，其中CA為絕熱過程，A點(diǎn)狀態(tài)參量(T1，V1)和B點(diǎn)的狀態(tài)參量(T1，V2)為已知，試求C點(diǎn)的狀態(tài)量:Vc=，Tc=，Pc=。ppVT02T03T0Oabcdef圖2AABCOTV圖3三.計(jì)算題1.一熱機(jī)在1000K和300K的兩熱源之間工作，如果(1)高溫?zé)嵩刺岣邽?100K；(2)低溫?zé)嵩唇档蜑?00K，從理論上說，熱機(jī)效率各可增加多少?為了提高熱機(jī)效率哪一種方案為好?熱機(jī)在1000K和300K的兩熱源之間工作，，解:高溫?zé)嵩刺岣邽?100K：，效率提高：低溫?zé)嵩唇档蜑?00K：，效率提高：提高熱機(jī)效率降低低溫?zé)嵩吹臏囟鹊姆桨笧楹?。T(K)V(10-2m3)Oabc12圖42.1mo