6-练习册-第十三章 热力学基础
人教版2023初中物理九年级物理全册第十三章内能基础知识手册
人教版2023初中物理九年级物理全册第十三章内能基础知识手册单选题1、如图所示，在探究动能大小与质量关系的实验中，下列分析正确的是（）A．本实验研究的动能是指小球撞击木块后，木块具有的动能B．木块在滑行过程中，内能转化为机械能C．木块在滑行过程时受到的摩擦力逐渐减小D．本实验中运用的实验方法有控制变量法和转换法答案：DA．在该实验中我们用到了转换的方法，即将小球动能的大小转化为其对木块做功的多少来比较，所以探究的是小球撞击木块前的动能的大小，故A错误；B．木块在滑行过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故B错误；C．木块在滑行过程时，压力大小、接触面的粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力不变，故C错误；D．影响动能大小的因素有质量和速度，实验中采用了控制变量法和转换法，故D正确。
故选D。
2、图所示，阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。
冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量，再进入外循环冷却，之后再送回服务器所在容器。
以下分析正确的是（）A．此冷却液的比热容应该很小B．若该冷却液吸收的热量增大一倍，则它的比热容增大一倍C．若该冷却液的质量增大一倍，则它的比热容减至一半D．无论物体质量多大，比热容都不变，比热容与物质的种类和状态有关答案：DA．此冷却液的比热容应该很大，和相同质量的其它物体相比，升高相同的温度，可以吸收较多的热量，故A错误；BCD．比热容是物质的一种特性，与物质种类和状态有关，与吸收热量的多少、质量的大小无关，故BC错误，D正确。
故选D。
3、生活中很多现象都蕴含着物理知识，下列说法中不正确的是（）A．塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力B．用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点C．冬天跑步，身体就感觉暖和，是通过做功的方式改变身体的内能D．端午期间，粽香四溢，能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动答案：AA．塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上，是利用大气压的作用，故A错误，符合题意；B．水的比热容较大，吸热或放热本领大。
第13章 热力学基础答案
第13章 热力学基础作业题答案一 简答题：1、什么是准静态过程？答：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。
2、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同。
答：相同点：都表示1摩尔气体温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
两者之间的关系为R C C v p += 3、简述热力学第二定律的两种表述。
答：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。
克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
4、什么是熵增加原理答：一切不可逆绝热过程中的熵总是增加的，可逆绝热过程中的熵是不变的。
把这两种情况合并在一起就得到一个利用熵来判别过程是可逆还是不可逆的判据——熵增加原理 二、选择题（每个题至少有一个正确答案）1、对于理想气体的内能，下列说法中正确的是（B ） ( A ) 理想气体的内能可以直接测量的。
(B) 理想气体处于一定的状态，就有一定的内能。
（C ）当理想气体的状态改变时，内能一定跟着变化。
（D ）理想气体的内能变化与具体过程有关。
2、如图：一绝热容器被隔板K 隔开成ab 两部分，已知a 有一稀薄气体，b 内为真空。
抽开隔板K 后，a 内气体进入b ，最终达到平衡状态，在此过程中（B ） ( A )气体对外做功，内能减少。
(B) 气体不做功，内能不变。
（C ）气体压强变小，温度降低。
（D ）气体压强变小，温度降低。
3、“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功。
”对此说法，有如下几种评论，正确的是( A )（A ）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。
《大学物理学》热力学基础练习题
合肥学院《大学物理Ⅰ》自主学习材料《大学物理学》热力学基础一、选择题13-1．如图所示，bca 为理想气体的绝热过程，b1a 和b2a 是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是( )pa2（A）b1a 过程放热、作负功，b2a 过程放热、作负功；c（B）b1a 过程吸热、作负功，b2a 过程放热、作负功；1b（C）b1a 过程吸热、作正功，b2a 过程吸热、作负功；VO （D）b1a 过程放热、作正功，b2a 过程吸热、作正功。
【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中 a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不吸热也不放热，b1a 过程作的负功比b2a 过程作的负功多，由Q W E 知b2a 过程放热，b1a 过程吸热】13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态 A 变到平衡态B，且他们的压强相等，即P P 。
A B问在状态 A 和状态 B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然( )p （A）对外作正功；（B）内能增加；（C）从外界吸热；（D）向外界放热。
AB【提示：由于T T ，必有A B E E ；而功、热量是A BV 过程量，与过程有关】O13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气( 均视为刚性理想气体) ，开始时它们的压强和温度都相同，现将 3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为( )（A） 6 J ；（B）3 J ；（C）5 J ；（D）10 J 。
【提示：等体过程不做功，有Q E ，而M iE R TM 2mol，所以需传 5 J 】13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（）pp绝热等温绝热等体等温绝热Op 等（）AV Op（）B等压V 绝热绝热体等温绝热OOVV （）C（）D【提示：(A) 绝热线应该比等温线陡，（B）和（C）两条绝热线不能相交】热力学基础-1合肥学院《大学物理Ⅰ》自主学习材料13-5．一台工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J，则对外做功（）（A）2000 J ；（B）1000 J ；（C）4000 J ；（D）500 J 。
第十三章---热力学基础--习题集--学生版
第13章热力学基础一、简答题：1、什么是准静态过程?答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态,经过一系列状态变化后到达另一平衡态,若中间过程进行是无限缓慢的,每一个中间态都可近似看作是平衡态,那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程.2、从增加内能来说,做功和热传递是等效的.但又如何理解它们在本质上的差别呢?答：做功是机械能转换为热能,热传递是热能的传递而不是不同能量的转换.3、一系统能否吸收热量,仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量,而不使其内能变化?答：可以吸热仅使其内能变化,只要不对外做功.比如加热固体,吸收的热量全部转换为内能升高温度；不能吸热使内能不变,否则违反了热力学第二定律.4、有人认为："在任意的绝热过程中,只要系统与外界之间没有热量传递,系统的温度就不会改变.〞此说法对吗? 为什么?答：不对.对外做功,则内能减少,温度降低.5、分别在Vp-图、Tp-图上,画出等体、等压、等温和绝热过程的V-图和T曲线.6、比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同.答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量.不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体,在体积不变的过程中,温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量.摩尔定压热容是1摩尔气体,在压强不变的过程中,温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量.两者之间的关系为R C C v p +=7、什么是可逆过程与不可逆过程答案：可逆过程：在系统状态变化过程中,如果逆过程能重复正过程的每一状态,而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中,如果逆过程能不重复正过程的每一状态,或者重复正过程时必然引起其它变化.8、简述热力学第二定律的两种表述.答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机,它只从单一热源吸收热量,并使其全部变为有用功而不引起其他变化.克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化.9、什么是第一类永动机与第二类永动机?答案：违背热力学第一定律〔即能量转化与守恒定律〕的叫第一类永动机,不违背热力学第一定律但违背热力学第二定律的叫第二类永动机.10、什么是卡诺循环? 简述卡诺定理?答案：卡诺循环有4个准静态过程组成,其中两个是等温线,两个是绝热线.卡诺提出在稳度为T 1的热源和稳度为T 2的热源之间工作的机器,遵守两条一下结论：〔1〕在相同的高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机,都具有相同的效率.〔2〕工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率.11、什么是熵增加原理?答：一切不可逆绝热过程中的熵总是增加的,可逆绝热过程中的熵是不变的.把这两种情况合并在一起就得到一个利用熵来判别过程是可逆还是不可逆的判据——熵增加原理.12、可逆过程必须同时满足哪些条件?答：系统的状态变化是无限缓慢进行的准静态过程,而且在过程进行中没有能量耗散效应.13、判断系统的循环是否为热机循环?如何计算热机效率?答：系统经过一个循环,如果对外做功大于对系统内部做功,即总体上系统对外做功,则循环为热机循环.热级效率等于对外做的静功除以各过程吸热量的总和,或者所有过程的吸热量减去放热量的差除以总吸热量.二、选择题1、对于理想气体的内能,下列说法中正确的是< B >:< A > 理想气体的内能可以直接测量的.<B> 理想气体处于一定的状态,就有一定的内能.<C> 当理想气体的状态改变时,内能一定跟着变化.<D> 理想气体的内能变化与具体过程有关.2、如图：一绝热容器被隔板K隔开成ab两部分,已知a有一稀薄气体,b内为真空.抽开隔板K后,a内气体进入b,最终达到平衡状态,在此过程中< B >:<A> 气体对外做功,内能减少. <B> 气体不做功,内能不变.<C> 气体压强变小,温度降低. <D> 气体压强变小,温度降低.3、对于定量的理想气体,可能发生的过程是< A >:<A> 等压压缩,温度降低<B> 等温吸热,体积不变<C> 等容升温,放出热量<D> 绝热压缩,内能不变4、如下图所示,某同学将空的导热良好的薄金属筒开口向下压入水中,水温均匀且恒定,筒内无空气泄漏,在被淹没的金属筒缓慢下降过程中,则< C >:<A> 从外界吸热<B> 内能增加<C> 向外界放热<D> 内能减小5、"理想气体和单一热源接触作等温膨胀时,吸收的热量全部用来对外做功.〞对此说法,有如下几种评论,正确的是< A >:<A> 不违反热力学第一定律,但违反热力学第二定律.<B> 不违反热力学第二定律,但违反热力学第一定律.<C> 不违反热力学第一定律,也不违反热力学第二定律.<D> 违反热力学第一定律,也违反热力学第二定律.6、一定量的理想气体,由平衡态A变化到平衡态B<如图>,则无论经过什么过程,系统必然< B >:<A> 对外做功<B> 内能增加<C> 从外界吸热<D> 向外界放热7、对于一定质量的理想气体,下列说法正确的是< D >:<A> 先等压膨胀,再等容降温,其温度必低于起始温度<B> 先等温膨胀,再等压压缩,其体积必小于起始体积<C> 先等容升温,再等压压缩,其温度一定大于起始温度<D> 先等容加热,再绝热压缩,其内能必大于起始内能8、两个相同的刚性容器,一个盛有氢气,一个盛氦气<均视为刚性分子理想气体>.开始时它们的压强和温度都相同,现将J3热量传给氦气,使之升高到一定的温度,若使氢气也升高同样的温度,则应向氢气传递热量为< C >：<A> J 6 <B> J 3 <C> J 5 <D> 0J 19、如图所示,bca 为理想气体绝热过程,b 1a 和b 2a 是任意过程,则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是< B >：<A> b 1a 过程放热,作负功；b 2a 过程放热,作负功；<B> b 1a 过程吸热,作负功；b 2a 过程放热,作负功；<C> b 1a 过程吸热,作正功；b 2a 过程吸热,作负功；<D> b 1a 过程放热,作正功；b 2a 过程吸热,作正功；11、一定量的理想气体经历acb 过程时吸热J 500,且b a T T ,则经历acbda 过程时,吸热为< B >：<A> 1200J - <B> 700J - <C> 400J -<D> 800J12、有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程,则在理论上可以实现的为<D >：13、一台工作于温度分别为C 327 和C 27 的高温热源与低温热源之间的卡诺热机,每经历一个循环吸热J 2000,则对外作功< B >：<A> J 2000 <B> J 1000 <C> J 4000 <D> J 50014、根据热力学第二定律< A >：<A> 自然界中的一切自发过程都是不可逆的<B> 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程<C> 热量可以从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体 <D> 任何过程总是沿着熵增加的方向进行16、根据热力学第二定律,下列说法正确的是< D >：<A> 热量可以从高温物体传给低温物体,但不可以从低温物体传给高温物体<B> 可以从单一温热源接触作等温膨胀,吸收热量全部对外做功<C> 热力学过程只能沿着熵增加的方向进行<D> 功可以全部变热,但热不以全部变成功17、于物体内能变化,以下说法中正确的是< C >：<A> 物体对外做功,温度一定降低,内能一定减少<B> 物体吸收热量,温度一定增加,内能一定增大<C> 物体吸收热量,同时对外做功,内能可能不变<D> 物体放出热量,同时对外做功,内能可能不变18、恒温水池中,一个气泡缓缓向上升起,在上升过程中< C >：<A> 气泡的体积不变,内能减少,放出热量<B> 气泡的体积缩小,内能不变,放出热量<C> 气泡的体积增大,内能不变,吸收热量<D> 气泡的体积不变,内能增加,吸收热量19、物体之间发生了热传递,则一定是< D >：<A> 内能大的物体向内能小的物体传递热量<B> 比热大的物体向比热小的物体传递热量<C> 含热量多的物体向含热量少的物体传递热量<D> 一个物体的分子平均动能大于另一物体的分子平均动能20、一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的V-p图上,气体先由a状态沿双曲线经等温过程变化到b状态,再沿与横轴平行的直线变化到c状态,a、c两点位于与纵轴平行的直线上,以下说法中正确的是< A >：<A> 由a状态至b状态过程中,气体放出热量,内能不变<B> 由b 状态至c 状态过程中,气体对外做功,内能减少<C> c 状态与a 状态相比,c 状态分子平均距离较大,分子平均动能较大<D> b 状态与a 状态相比,b 状态分子平均距离较小,分子平均动能较小21、中活塞将气缸分成甲、乙两气室,已知活塞连同拉杆是绝热的,且不漏气.以甲E 、乙E 分别表示甲、乙两气室中气体的内能,则在将拉杆缓慢向外拉的过程中<C >：<A> 甲E 不变, 乙E 减小<B> 甲E 增大, 乙E 不变<C> 甲E 增大, 乙E 减小. <D> 甲E 不变, 乙E 不变三、填空题1、由卡诺定理,在相同的高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机,都具有相同的___效率______ ,工作在高温热源和低温热源之间的一切不可逆热机的效率都不可能__大于____可逆机的效率.2、1摩尔理想气体在等压膨胀过程中,气体吸收热量一部分_用于对外做功__,另一部分__增加气体内能_,当温度升高C 10 时比等容过程多吸收__8.31__J 的热量.3、压强为1P ,1V 的氮气,从1T 加热到2T ,体积不变,吸收的热量__686J__；压强不变,吸收的热量__960J.4、2mol 氮气,在温度为300K ,压强为Pa 5101.0⨯时,等温地压缩到Pa 5102.0⨯,气体放出的热量J 3103.15-⨯.5、质量为64g 的氧气,温度从C 10 升到C 60 ,<1> 体积不变,气体内能改变__2077.5J ____、吸收的热量___2077.5J____；<2> 压强不变气体内能的改变___2908.5J_______、吸收的热量、___2908.5J _____.6、如图所示,一定量的的空气,从状态a 沿直线变化到状态b,压强和体积如图所示,其内能的变化为___0_____,该过程所做的功____3000J_______,吸收的热量____3000J _________.7、1摩尔的单原子理想气体,从300K 到350K ,压强保持不变,气体吸收热___1038J_____,内能增加____623J______,做功____415J______.8. 如图所示,单原子某理想气体,压强随体积按线性变化,已知a 、b 两点的压强和体积Pa 5a 101.0p ⨯=,Pa 5b 101.0p ⨯=,305.0m V a =,31.0m V b =,求：从b →a ,气体作功____J 3107.5⨯_______,内能增加____J 4101.5⨯________,传递的热量_____J 4102.25⨯_________.9、有25mol 的单原子分子某种气体,作如图所示的循环过程,a →c 为等温过程Pa P 511015.4⨯=,321100.2m V -⨯=,321100.3m V -⨯=,求：b →a 过程所吸收的热量___J 4101.038⨯__________,a c →过程所做的功___J 3370-_______,循环过程内能的改变___0______,循环效率_______%5.7_________.10、一热机每秒从高温热源<K 600T 1=>,吸收热量J Q 411034.3⨯=,做功后向低温热源<K 300T 2=>放出热量J Q 421009.2⨯=,该热机的效率为___%37________,若改热机是卡诺热机,其效率为___%50______.11、如图所示,某一定量的气体吸收热量J 800,对外做功J 500,由状态A 沿路径1 变化到状态B,气体内能改变ΔE= ____300 J____________.如气体沿路径2 回到状态A 时,外界对气体做功J 300,气体放出热量Q=______600J_________.12、如图所示,一个热力学系统由状态A 沿ACB 变到状态B,有J 334的热量传入系统,而系统做功J 126.若沿ADB 过程系统做功J 42,传入系统的热量Q=___250J_____.当系统由状态B 沿曲线BA 返回状态A 时,外界对系统做功84J,系统是_____放热_______<吸热、放热>,传递的热量Q= ___−292J_____.13、一个卡诺循环低温热源温度为K 280,效率为40%,若将其效率提高到50%,问高温热源的温度应提高到______560_________K ？14、已知mol 1的某种理想气体〔其分子可视为刚性分子〕.在等压过程中温度上升K 1,内能增加了J 78.20,则气体对外作功为8.31J ,气体吸收热量为29.09J <普适气体常量1131.8R --⋅⋅=K mol J >.15、一定量的理想气体从同一状态()00,a V p 出来,先后分别经两个平衡过程ab 和ac,b 点的压强为1p ,c 点的体积为1V ,如图所示,若两个过程中系统吸收的热量相同,则该气体的==m V mp C C ,,γ)()(210210V V p p p V --. 16、在V -p 图中<如图所示>,1mol 理想气体从状态()11,2V p A 沿直线到达()112,V p B ,则此过程系统对外做的功A=1123V p ,内能的增量E ∆=0. 17、气缸内贮有1 mol 单原子分子理想气体,其温度K 100T 1=.现将气缸缓慢加热,使气体压强和体积按2cV p =的规律变化<c 为常数>.若气体膨胀到122V V =,问气体内能=∆E J 310726.8⨯；气体对外做功=W J 310939.1⨯；吸收的热量=Q J 4100665.1⨯；此过程中气体的摩尔热容=m C 112.15--⋅⋅K mol J .18、一压强为0p ,体积为0V 的氧气自1T 加热到2T ,当压强不变时,需要热量=Q 129.8J;当体积不变时,需要热量=Q 93.1J.四、计算题1、气缸内贮有2.0 mol 的空气,温度为C 72 ,若维持压强不变,而使空气的体积膨胀到原体积的3倍,求空气膨胀时所作的功.解：根据物态方程11vRT pV =,气缸内气体的压强11V vRT p =,则作功为2、一定量的空气,吸收了J 31071.1⨯的热量,并保持在Pa 5100.1⨯下膨胀,体积从32100.1m -⨯增加到32105.1m -⨯,问空气对外作了多少功?它的内能改变了多少? 解：该空气等压膨胀,对外作功为其内能改变为3、kg 1.0的水蒸气自C 120 加热升温到C 140 ,问：<1> 在等体过程中,<2> 在等压过程中,各吸收了多少热量? 根据实验测定,已知水蒸气的摩尔定压热容11,21.36C --⋅⋅=K mol J m p ,摩尔定体热容11,82.27C --⋅⋅=K mol J m V .解：〔1〕在等体过程中吸收的热量为〔2〕在等压过程中吸收的热量为4、如图所示,在绝热壁的气缸内盛有1 mol 的氮气,活塞外为大气,氮气的压强为Pa 51051.1⨯,活塞面积为202.0m .从气缸底部加热,使活塞缓慢上升了0.5 m.问：<1> 气体经历了什么过程? <2> 气缸中的气体吸收了多少热量? <根据实验测定,已知氮气的摩尔定压热容11,12.29C --⋅⋅=K mol J m p ,摩尔定体热容11,80.20C --⋅⋅=K mol J m V >解：〔1〕因活塞可以自由移动,活塞对气体的作用力始终为大气压力和活塞重力之和,容器内气体压强将保持不变.对等压过程,吸热T Q m p p ∆=,vC .T ∆可由理想气体物态方程求出.由以上分析可知气体经过了等压膨胀过程.〔2〕吸热T Q m p p ∆=,vC .其中mol v 1=,11,12.29C --⋅⋅=K mol J m p .由理想气体物态方程vRT pV =,得 则J R l pS Q m p p 3,1029.5vC ⨯=∆= 5、空气由压强为Pa 51052.1⨯、体积为33100.5m -⨯等温膨胀到压强为Pa 51001.1⨯,然后再经等压压缩到原来体积.试计算空气所作的功.解：空气在等温膨胀过程中所作的功为空气在等压压缩过程中所作的功为利用等温过程关系2211V p V p =,则空气在整个过程中所作的功为6、除非温度很低,许多物质的摩尔定压热容都可以用下式表示：2,2C --+=cT bT a m p 式中a 、b 和c 是常量,T 是热力学温度.求：<1> 在恒定压强下,1 mol 物质的温度从T 1升高到T 2时需要的热量；<2> 在温度T 1和T 2之间的平均摩尔热容；<3>对镁这种物质来说,若m p ,C 的单位为11--⋅⋅K mol J ,则117.25--⋅⋅=K mol J a ,1113.3--⋅⋅=K mol J b ,1151027.3--⋅⋅⨯=K mol J c .计算镁在K 300时的热容m p ,C ,以与在K 200和K 400之间m ,p C 的平均值.解：〔1〕1 mol 物质从温度T 1等压升温至T 2时吸热为)()()()2(dT 11122122122,21----+-+-=-+==⎰⎰T T c T T b T T a dT cT bT a C Q T T m p p 〔2〕在T 2和T 1间的平均摩尔热容为<3>镁在T = 300 K 时的摩尔定压热容为镁在200 K 和400 K 之间的m p ,C 平均值为7、定量的刚性双原子理想气体在标准状态下体积为32100.1m -⨯,求下列过程中气体吸收的热量：<1> 等温膨胀到体积为32100.2m -⨯；<2> 先等体冷却,再等压膨胀到<1>中所到达的终态．<Pa atm 510013.10.1⨯=>解：<1> 如图,在B A →的等温过程中0=∆T E ,<2> C A →等体和B C →等压过程中A 、B 两态温度相同,0=∆ABC E8、如图所示,使1 mol 氧气<1> 由A 等温地变到B ；<2> 由A 等体地变到C,再由C 等压地变到B,试分别计算氧气所作的功和吸收的热量.解：〔1〕沿AB 作等温膨胀的过程中,系统作功氧气在AB 和ACB 两个过程中,内能是状态的函数,其变化值与过程无关,所以这两个不同过程的内能变化是相同的,可知在等温过程中,氧气吸收的热量为 〔2〕沿A 到C 再到B 的过程中系统作功和吸热分别为9、1 mol 氢气在温度为K 300,体积为3025.0m 的状态下,经过<1> 等压膨胀；<2> 等温膨胀；<3> 绝热膨胀.气体的体积都变为原来的两倍.试分别计算这三种过程中氢气对外作的功以与吸收的热量.解：由图可知过程〔1〕作功最多,过程〔3〕作功最少,温度D C B T T T >>,而过程〔3〕是绝热过程,因此过程〔1〕和〔2〕均吸热,且过程〔1〕吸热多,<1> 等压膨胀<2> 等温膨胀对等温过程0=∆E ,所以J W Q T T 31073.1⨯==<3> 绝热膨胀对绝热过程0=a Q ,则有10、0.32kg 的氧气作图中所示循环ABCDA,设12V 2V =,K 300T 1=,K 200T 2=,求循环效率.解：该循环是正循环,循环效率可以根据W =η求出,其中W 表示一个循环过程系统作的净功,Q 为循环过程中系统吸收的总能量因AB 、CD 为等温过程,循环过程中系统作的净功为J V V T T R Mm V V RT M m V V RT M m W W W CD AB 312212*********.5)ln()()ln()ln(⨯=-=+=+=由于吸热过程仅在等温膨胀和等体升压中发生,而等温过程中0=∆E ,则AB AB W Q =,等体升压过程中0=W ,则DA DA E Q ∆=,所以,循环过程中系统吸热的总量为 由此得到该循环的效率为%15W ==η11、本题题图是某单原子理想气体循环过程的T V -图,图中A C V V 2=,试问：<1> 图中所示循环是代表致冷机还是热机? <2> 如是正循环<热机循环>,求出循环效率.解：〔1〕将T V -图转换为相应的V P -图,如图〔b 〕所示,图中曲线行进方向是正循环,即为热机循环.〔2〕根据得到的V P -图可知,AB 为等压膨胀过程,为吸热过程,BC 为等体降压过程,CA 为等温压缩过程,均为放热过程,故系统在循环过程中吸收和放出的热量分别为Q 1 = m <T B -T A > C p,m /MQ 2 = m <T B -T C > C V ,m /M +[mRT 4ln<V C / V A >]/MCA 为等温线,有A C T T =；AB 为等压线,因A C V V 2=,则有2B A T T =.对单原子理想气体,其摩尔定压热容25,R C m p =,摩尔定容热容23,R C m V =.故循环效率为12、如图所示为1摩尔氧气的循环过程,求：<1> a 点的压强；<2> 该循环过程所做的功；<3> 循环效率.答案：解：先将VT 图变为PV 图<2> J V V vRT W Q ba ca 8.34552ln 60031.8ln =⨯⨯=== 13、如图,1 mol 双原子分子理想气体,作如图所示循环,则经历ABCDA 循环过程,<1> 求循环过程对外做功为；<2> 循环效率.答案〔1〕J V V P P W 41212100.1)()(⨯=-⨯-= 〔2〕J V P V P T T vC Q d d a a d a V DA 4105.2)(25)(⨯=-=-=。
人教版初中物理配套练习册参考答案第十三章
配套练习册第十三章 内能
第3 节
比热容
1、热量 质量 升高的温度 c J/(kg·℃) 2、特性 一般不同 1kg 冰温度升高1℃吸收的热量为2.1×103J. 3、热量 比热容 质量 初温 末温 cm(t-t0) cm(t0-t) 4、70 比热容 热量 5、比热容 低于 6、C 7 、B 8、B 9 、C 10、A 11、B 12、B 13、C 14、解：m=3kg,c水=4.2×103J/(kg·℃),t0=89℃,t=84℃;
17、解：m铝=500g=0.5kg, m水=2kg,c铝=0.88×103J/(kg·℃),c水
=4.2×103J/(kg·℃),t0=15℃,t=95℃; 所以：铝锅吸收的热量为： Q铝吸=c铝m铝(t-t0) ＝0.88
╳103J/(kg·℃)
×0.5kg ×（95℃-15℃）
＝3.52×104J； 水吸收的热量为： Q水吸=c水m水(t-t0)
Q吸 2.73106 J t 65 C。 3 c水m 4.210 J/(kg C) 10kg
16、（1）物体吸收热量的多少与物体的质量有关； （2）物体吸收热量的多少与升高的温度有关； （3）物体吸收热量的多少与物质的种类有关； （4）物体的种类、质量及升高的温度。
配套练习册第十三章 内能 第3节 比热容
配套练习册第十三章 内能 第2 节 内能
1、热运动 分子势能 焦耳 分子的热运动 相互作用 越大 2、内 减少 具有 增加 3、（1）增加（2）增加（3）增加 4、（1）做功 （2）热传递（3）热传递（4）做功（5）热传递（6）做功 5、 （1） × （2） × （3） × （4） √ （5） × （6） √ 6、减少 热传递 7 、D 8、 D9、D 10、B 11、B 12、“冒烟” 或“冒出火苗”都是因为温度升高，甚 至高达木材的着火点，这一现象的产生是由于通过做功的方法把机械能转化为 内能，使木材温度升高的缘故。 13、不是这样。因为热传递是内能从高温物 体向低温物体传递，盖棉垫子是为了防止外界的热量向冰棒传递，从而冰棒不 易熔化。 14、由于空间站穿过大气层返回过程中与空气摩擦做功，使其温度升 高而熔化。 15、用打气筒打气时，活塞压缩气体做功，导致空气内能增大，温 度升高，所以筒壁会发热。 16、A啤酒瓶内的气压大于外界气压，当开启瓶盖 时，瓶内气体膨胀对外做功，导致气体内能减小，温度降低，使水蒸气液化成 小水珠，也就看到了“白烟”。
热力学习题(精心整理)
热力学基础习题练习一、选择题1. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是[ ] (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关(C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高(D) 以上说法都不对2.. 在下面节约与开拓能源的几个设想中, 理论上可行的是[ ] (A) 在现有循环热机中进行技术改进, 使热机的循环效率达100% (B) 利用海面与海面下的海水温差进行热机循环做功 (C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外做功 (D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外做功3. 一定质量的理想气体经历了下列哪一个变化过程后, 它的内能是增大的? [ ] (A) 等温压缩 (B) 等体降压 (C) 等压压缩 (D) 等压膨胀4. 理想气体由初状态( p 1, V 1, T 1）绝热膨胀到末状态( p 2, V 2, T 2)，对外做的功为[ ] (A))(12T T C M m V - (B) )(12T T C M mp - (C) )(12T T C M m V -- (D) )(12T T C Mmp -- 5. 一定量的理想气体分别经历了等压、等体和绝热过程后其内能均由E 1变化到E 2 ．在上述三过程中, 气体的[ ] (A) 温度变化相同, 吸热相同 (B) 温度变化相同, 吸热不同 (C) 温度变化不同, 吸热相同 (D) 温度变化不同, 吸热也不同6. 一定质量的理想气体从某一状态经过压缩后, 体积减小为原来的一半, 这个过程可以是绝热、等温或等压过程．如果要使外界所做的机械功为最大, 这个过程应是 [ ] (A) 绝热过程 (B) 等温过程(C) 等压过程 (D) 绝热过程或等温过程均可7. 一定量的理想气体从初态),(T V 开始, 先绝热膨胀到体积为2V , 然后经等容过程使温度恢复到T , 最后经等温压缩到体积V ，如图9-1-34所示．在这个循环中, 气体必然 [ ] (A) 内能增加 (B) 内能减少 (C) 向外界放热 (D) 对外界做功8. 在下面节约与开拓能源的几个设想中, 理论上可行的图9-1-34是[ ] (A) 在现有循环热机中进行技术改进, 使热机的循环效率达100% (B) 利用海面与海面下的海水温差进行热机循环做功 (C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外做功 (D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外做功9. 卡诺循环的特点是[ ] (A) 卡诺循环由两个等压过程和两个绝热过程组成 (B) 完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源 (C) 卡诺循环的效率只与高温和低温热源的温度有关(D) 完成一次卡诺循环系统对外界做的净功一定大于0 10. 热力学第二定律表明[ ] (A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用功 (B) 在一个可逆过程中, 工作物质净吸热等于对外做的功 (C) 摩擦生热的过程是不可逆的(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体11. 图9-1-50所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中一个在理论上可能实现的循环过程的图的符号． [ ]12. 在图9-1-51中，I c II 为理想气体绝热过程，I a II 和I b II 是任意过程．此两任意过程中气体做功与吸收热量的情况是 [ ] (A) I a II 过程放热，做负功；I b II 过程放热，做负功 (B) I a II 过程吸热，做负功；I b II 过程放热，做负功 (C) I a II 过程吸热，做正功；I b II 过程吸热，做负功(D) I a II 过程放热，做正功；I b II 过程吸热，做正功 二、填空题1. 各为1 mol 的氢气和氦气, 从同一状态(p ,V )开始作等温膨胀．若氢气膨胀后体积图9-1-51(D)(C)(A)(B)图9-1-50变为2V , 氦气膨胀后压强变为2p, 则氢气和氦气从外界吸收的热量之比为 ．2. 一定量气体作卡诺循环, 在一个循环中, 从热源吸热1000 J, 对外做功300 J ． 若冷凝器的温度为7︒C, 则热源的温度为 ．3. 1mol 理想气体(设VPC C =γ为已知)的循环过程如图9-2-11所示，其中CA 为绝热过程，A 点状态参量(11,V T )，和B 点的状态参量(21,V T )为已知．则C 点的状态参量为：=C V ， =C T ，=C p ．4. 一定量的理想气体，从A 状态),2(11V p 经历如图9-2-12所示的直线过程变到B 状态)2,(11V p ，则AB 过程中系统做功___________, 内能改变△E ＝_________________．5. 质量为m 、温度为0T 的氦气装在绝热的容积为V 的封闭容器中，容器一速率v 作匀速直线运动．当容器突然停止后，定向运动的动能全部转化为分子热运动的动能，平衡后氦气的温度增大量为 ．6. 一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V 1膨胀到2V 1，分别经历以下三种过程：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3) 绝热过程．其中：__________过程气体对外做功最多；____________过程气体内能增加最多；__________过程气体吸收的热量最多．7. 一定量的理想气体，从状态a 出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V 1膨胀到体积V 2，试在图9-2-17中示意地画出这三种过程的p －V 图曲线．在上述三种过程中： (1) 气体的内能增加的是__________过程；(2) 气体的内能减少的是__________过程．8. 将热量Q 传给一定量的理想气体，(1) 若气体的体积不变，则其热量转化为 ； (2) 若气体的温度不变，则其热量转化为 ；(3) 若气体的压强不变，则其热量转化为 ．T 12T 图9-2-112p 11图9-2-121图9-2-172三、计算题1. 1 mol 刚性双原子分子的理想气体，开始时处于Pa 1001.151⨯=p 、331m 10-=V 的状态，然后经图9-3-1所示的直线过程I 变到Pa 1004.452⨯=p 、332m 102-⨯=V 的状态．后又经过方程为C pV =21（常量）的过程II 变到压强Pa 1001.1513⨯==p p 的状态．求：(1) 在过程I 中气体吸的热量; (2) 整个过程气体吸的热量．2. 一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为C 127 、低温热源温度为C 27 时，其每次循环对外做净功8000 J ．今维持低温热源的温度不变，提高高温热源的温度，使其每次循环对外做净功10000 J ．若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求：(1) 第二个循环热机的效率； (2) 第二个循环的高温热源的温度．3. 如图9-3-6所示，一金属圆筒中盛有1 mol 刚性双原子分子的理想气体，用可动活塞封住，圆筒浸在冰水混合物中．迅速推动活塞，使气体从标准状态(活塞位置I)压缩到体积为原来一半的状态(活塞位置II)，然后维持活塞不动，待气体温度下降至0℃，再让活塞缓慢上升到位置I ，完成一次循环．(1) 试在p -V 图上画出相应的理想循环曲线；(2) 若作100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则有多少冰被熔化? (已知冰的熔解热=λ 3.35×105J · kg －1，普适气体常量 R = 8.31 J · mol－1· K －1)4. 比热容比=γ 1.40的理想气体，进行如图9-3-7所示的abca 循环，状态a 的温度为300 K ．(1) 求状态b 、c 的温度； (2) 计算各过程中气体所吸收的热量、气体所做的功和气体内能的增量; (3) 求循环效率．5. 绝热壁包围的汽缸被一绝热的活塞分成A ，B 两室，活塞在汽缸内可无摩擦自由滑动，每室内部有1mol 的理想气体，定容热容量R C V 25=．开始时，气体都处在平衡态),,(000T V p ．现在对A 室加热，直到A 中压强变为20p 为止．1p V图9-3-1图9-3-6图9-3-7)3(1) 求加热之后，A 、B 室中气体的体积和温度; (2) 在这过程中A 室中的气体做了多少功? (3) 加热器传给A 室的热量多少?6. 图9-3-19所示为一循环过程的T -V 曲线．该循环的工质的物质的量为mol n 的理想气体，其中V C 和γ均已知且为常量．已知a 点的温度为1T ，体积为V 1，b 点的体积为V 2，ca 为绝热过程．求：(1) c 点的温度； (2) 循环的效率．7. 设一动力暖气装置由一台卡诺热机和一台卡诺制冷机组合而成．热机靠燃烧时释放的热量工作并向暖气系统中的水放热；同时，热机带动制冷机．制冷机自天然蓄水池中吸热，也向暖气系统放热．假定热机锅炉的温度为C 2101=t ，天然蓄水池中水的温度为C 152 =t ，暖气系统的温度为C 603 =t ，热机从燃料燃烧时获得热量2.1×107J ，计算暖气系统所得热量．热力学基础 答案一、选择题1. A2. B3.D4. C5. B6. A7. C8. B9. C 10. C 11. B 12. B 二、填空题1. 1:12. 127 ︒C3. 2V , 1121T V V -⎪⎪⎭⎫⎝⎛γ,12121-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛γV V V RT4. 0,2311V p A = 5. R M T 32v =∆ 6. 等压，等压，等压7. 过程曲线如解图9-2-17所示，其中ab 为等压过程, ac 为等温过程, ad 为绝热过程．(1) 等压; (2) 绝热．8. (1) 气体内能；(2) 气体对外做功；(3) 内能和对外做功三、计算题1. 解：(1) 在过程Ⅰ中气体对外做功为()()1221121V V p p A -+=图9-3-192内能增量为()()11221212525V p V p T T R T C M m E V -=-=∆=∆ 由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为()()()112212211112521V p V p V V p p E A Q -+-+=∆+=()()()J 1001.110204.425J 101021004.41001.121223355⨯-⨯⨯+-⨯⨯⨯+⨯=--J 1002.23⨯=(2) 在过程II 中气体对外做功为⎰=322V V p A d ()2233222d 32V p V p VVV p V V V -==⎰又据C pV=21可得3332323223m 1032m 01.104.4102--⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p p V V 所以()J 1085.4J 10204.4103201.123222⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯=A过程II 气体内能增量为 ()()22332322525V p V p T T R E -=-=∆()J 1006.6J 10204.4103201.125322⨯=⨯⨯-⨯⨯⨯= 过程II 气体吸热 J 1009.1J 1006.6J 1085.4433222⨯=⨯+⨯=∆+=E A Q 整个过程气体吸收热量 21Q Q Q +=J 1029.1J 1009.1J 1002.2443⨯=⨯+⨯=2. 解：(1) J 32000J 4003001800011112=-==→=-=ηη净净A Q Q A T T ，净A Q Q +=21 J 24000J 8000J 3200012=-=-=净A Q Q第二个热机2Q 不变，则 J 34000J 10000J 2400021=+='+='净A Q Q %4.2934000100001==''='Q A 净η(2) 由 121T T'-='η 得 K 425K %4.291300121=-='-='ηT T解图9-3-13. 解：(1) p –V 图上循环曲线如解图9-3-6所示，其中ab 为绝热线，bc 为等体线，ca 为等温线．(2) 等体过程放热为 Q V = C V (T 2－T 1等温过程吸热为 2ln 111V VRT Q T = (2) 绝热过程方程 211111)2(T V T V --=γγ (3) 双原子分子气体 R C V 25= 4.1=γ由(1)～(3)式解得系统一次循环放出的净热量为2ln )12(25111RT T R Q Q Q T V --=-=-γJ 240= 若100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则熔解的冰的质量为21016.7100-⨯==λQm kg4. 解：(1) c →a 等体过程有cc a a T pT p = 所以 75)(==ac a c p pT T Kb →c 等压过程有 c ca b T V T V = 所以 225)(==cbcb V V T T K (2) 气体的物质的量为 mol 321.0===aaa RT V p M m ν 由 40.1=γ 可知气体为双原子分子气体，故R C V 25= R C p 27=c →a 等体吸热过程 0=ca A J 1500)(=-=∆=c a V ca ca T T C E Q ν b →c 等压压缩过程 J 400)(-=-=b c b bc V V p AJ 1000)(-=-=∆b c V bc T T C E ν J 1400-=+∆=bc bc bc A E Q 整个循环过程0=∆E ，循环过程净吸热为J 600))((21=--==c b c a V V p p A Q解图9-3-611a →b 过程净吸热 ca bc ab Q Q Q Q --=J500J1500J )1400(J 600=---=(3) 0>ab Q 为净吸热，a →b 过程经历了升温、降温过程，设温度转折点为x , a →b 过程)d d (2d 2d p V V p iT R i M m E +==, V p A d d = 由热力学第一定律p V iV p i A E Q d 2d 22d d d ++=+= ab 直线方程为 43006100-=--V p → V p d 75d -=于是有V V Q d )1925450(d +-=令0d =Q 解得3m 28.4=x V ，即a →x 吸热，x →b 放热J 4.1167d )1925450(d 28.4228.42=+-==⎰⎰V V Q Q ax%5.224.11761500600≈+=+=ax ca Q Q W 净η5. 解：(1) B 室中进行的是绝热过程. 设初始平衡时状态为),,(000T V p ，达到平衡终态时，两室的状态为),,(A A A T V p 和),,(B B B T V p ，则有B A 02p p p == (1)由初终态的状态方程00A A B BA 0Bp V p V p V T T T == (2) 利用(1)式可得0A BA 0B22V V V T T T == (3) 对B 室有准静态绝热过程方程B B 00p V p V γγ= (4)由(3)、(4)式和57==Vp C C γ得 γγ1011B 222V V V ==- 和0011B 22.12T T T ≈=-γ由总体积一定，得A 室的终态体积为解图9-3-73/mγ10B 0A 222V V V V V -=-=代入(3)式001A A 78.2)22(22T T V T V T ≈-==-γ(2) 因活塞处无功耗，故A 气体推动活塞对B 气体做功的值等于B 气体的内能增量000B 55.0)122.1()(RT T C T T C A V V ≈-=-= (3) A 室中吸收的热量等于它对B 室做的功，加上自己内能的增量00A A A A 5)(RT T T C A E A Q V =-+=∆+=6. 解：(1) ca 为绝热过程，则 12111--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=γγV V T V V T T c a a c(2 ) ab 为等温过程，工质吸热 1211ln V VnRT Q =bc 为等容过程，工质放热为⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=-121111211)(γVV T nC T T T nC T T nC Q V cV c b V 循环过程的效率1212112ln 111V V V V RC Q Q V -⎪⎪⎭⎫⎝⎛--=-=γη7. 解：卡诺热机效率131211T T Q Q-=-=η热机传给暖气系统热量 1132Q T T Q =(1) 卡诺热机向致冷机输出的功1131)1(Q T T Q A -==η 卡诺致冷机从天然蓄水池中吸收热量为1132322)1('Q T T T T T wA Q -⋅-==于是卡诺致冷机传给暖气的热量为)1(''132313121T TT T Q T Q wA A Q Q --=+=+=η (2)从(1)、(2)两式，再考虑到J 101.271⨯=Q ，可得暖气系统共吸收热量()()112332112'Q T T T T T T Q Q Q --=+=()()()()J 1027.6J 101.22732101560273601521077⨯=⨯⨯+⨯-+⨯-=。
第13章 热力学基础 之习题及参考答案
第十三章习题热力学第一定律及其应用1、如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2分别经历的过程是：A→B等压过程，A→C等温过程；A→D绝热过程，其中吸热量最多的过程。
2、一定量的理想气体，分别经历如图(1) 所示的abc过程，(图中虚线ac为等温线)，和图(2) 所示的def过程(图中虚线df为绝热线)．判断这两种过程是吸热还是放热．abc过程热，def过程热．3、如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是。
(=γC p/C V)4、一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3)绝热过程．其中：__________过程气体对外作功最多；____________过程气体内能增加最多；__________过程气体吸收的热量最多．答案1、是A-B吸热最多。
2、abc过程吸热，def过程放热。
3、P0/2。
4、等压，等压，等压VV理想气体的功、内能、热量1、有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是 。
2、 一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500 J ．则经历acbda 过程时，吸热为 。
3、一气缸内贮有10 mol 的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J ，气体升温1 K ，此过程中气体内能增量为 _____ ，外界传给气体的热量为___________________． (普适气体常量 R = 8.31 J/mol· K)4、一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为 200 J ．若此种气体为单 原子分子气体，则该过程中需吸热_____________ J ；若为双原子分子气体，则 需吸热______________ J.5、 1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p -V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求： (1) 气体的内能增量． (2) 气体对外界所作的功． (3) 气体吸收的热量．(4) 此过程的摩尔热容．(摩尔热容C =T Q ∆∆/，其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量．)p (×105 Pa)-3 m 3)p p p 126、如果一定量的理想气体，其体积和压强依照p a V /=的规律变化，其中a 为已知常量．试求： (1) 气体从体积V 1膨胀到V 2所作的功；(2) 气体体积为V 1时的温度T 1与体积为V 2时的温度T 2之比．7、 如图，器壁与活塞均绝热的容器中间被一隔板等分为两部分，其中左边贮有1摩尔处于标准状态的氦气(可视为理想气体)，另一边为真空．现先把隔板拉开，待气体平衡后，再缓慢向左推动活塞，把气体压缩到原来的体积．求氦气的温度改变多少？答案1、3J2、-700J3、124.7 J ，-84.3 J4、500J ；700J5、解：(1) )(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆ (2) ))((211221V V p p W -+=， W 为梯形面积，根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1，则)(211122V p V p W -=． (3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2－p 1V 1 )．(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立，故过程中ΔQ =3Δ(pV )． 由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT ， 故 ΔQ =3R ΔT ，摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R ．6、解：(1) d W = p d V = (a 2 /V 2 )d V)11()/(2122221V V a dV V a dW W V V -===⎰⎰(2) ∵ p 1V 1 /T 1 = p 2V 2 /T 2 ∴ T 1/ T 2 = p 1V 1 / (p 2V 2 ) 由 11/p a V =，22/p a V =得 p 1 / p 2= (V 2 /V 1 )2∴ T 1/ T 2 = (V 2 /V 1 )2 (V 1 /V 2) = V 2 /V 17、解：已知He 气开始时的状态为p 0、V 0、T 0、先向真空绝热膨胀：W = 0，Q = 0 → ∆E = 0 → ∆T = 0 ∴ T 1 = T 0，V 1 = 2V 0由 pV = RT 0121p p =5分 再作绝热压缩，气体状态由p 1、V 1、T 1，变为p 2、V 0、T 2 , γγγ)2(21001102V p V p V p == ∴ 0122p p -=γ 再由 000202//T V p T V p = 可得 0122T T -=γ 氦气 3/5=γ， 03/124T T =∴温度升高 03/102)14(T T T T -=-=∆T 0 = 273 K ， ∆T = 160 K循环过程1、 如图表示的两个卡诺循环，第一个沿ABCDA 进行，第二个沿A D C AB ''进行，这两个循环的效率1η和2η的关系及这两个循环所作的净功W 1和W 2的关系是 η1 η2 ,W 1 W 22、 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S 1和S 2，则二者的大小关系是：3、如图，温度为T 0，2 T 0，3 T 0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1) abcda ，(2) dcefd ，(3) abefa ，其效率分别为 η1_________，η2__________，η 3 __________．BAC DC 'D 'VppOV3T 02T 0T 0 fad b c e4、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40％，其高温热源温度为_______ K ．今欲将该热机效率提高到50％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加________ K ．5、一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为 127℃、低温热源温度为27℃时，其每次循环对外作净功8000 J ．今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净功 10000 J ．若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求： (1) 第二个循环的热机效率；(2) 第二个循环的高温热源的温度．6、 1 mol 单原子分子理想气体的循环过程如T －V 图所示，其中c 点的温度为T c =600 K ．试求：(1) ab 、bc 、c a 各个过程系统吸收的热量； (2) 经一循环系统所作的净功； (3) 循环的效率． (注：循环效率η=W /Q 1，W 为循环过程系统对外作的净功，Q 1为循环过程系统从外界吸收的热量ln2=0.693)答案 1、=；<2、S 1 = S 2．3、33.3％ ； 50％； 66.7％4、500 ； 1005、解：(1) 1211211T T T Q Q Q Q W -=-==η 2111T T T W Q -= 且 1212T TQ Q =∴ Q 2 = T 2 Q 1 /T 1即 212122112T T T W T T T T T Q -=⋅-=＝24000 J 由于第二循环吸热 221Q W Q W Q +'='+'=' ( ∵ 22Q Q =') =''='1/Q W η29.4％ (2) ='-='η121T T 425 K-3m 3)6、解：单原子分子的自由度i =3．从图可知，ab 是等压过程， V a /T a = V b /T b ，T a =T c =600 KT b = (V b /V a )T a =300 K (1) )()12()(c b c b p ab T T R i T T C Q -+=-= =－6.23×103 J (放热) )(2)(b c b c V bc T T R iT T C Q -=-= =3.74×103 J (吸热)Q ca =RT c ln(V a /V c ) =3.46×103 J (吸热) (2) W =( Q bc +Q ca )－|Q ab |=0.97×103 J (3) Q 1=Q bc +Q ca ， η=W / Q 1=13.4%热力学第二定律0、关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程． (2) 准静态过程一定是可逆过程． (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程． (4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程． 以上四种判断，其中正确的是 。
物理化学《化学热力学基础》习题及答案
物理化学《化学热力学基础》习题及答案1-2 选择题1、273K ，θp 时，冰融化为水的过程中，下列关系是正确的有（B ）A.0<WB.p Q H =∆C.0<∆HD.0<∆U2、体系接受环境做功为160J ，热力学能增加了200J ，则体系（A ）A.吸收热量40JB.吸收热量360JC.放出热量40JD.放出热量360J3、在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流。
若以水和电阻丝为体系，其余为环境，则（C ）A.0,0,0>∆=>U W QB.0,0,0>∆==U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0<∆=<U W Q4、任一体系经一循环过程回到始态，则不一定为零的是（D ）A.G ∆B.S ∆C.U ∆D.Q5、对一理想气体，下列关系式不正确的是（A ）A.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p T UB.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V H C.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p H D.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p U 6、当热力学第一定律写成pdV Q dU -=δ时，它适用于（C ）A.理想气体的可逆过程B.封闭体系的任一过程C.封闭体系只做体积功过程D.封闭体系的定压过程7、在一绝热刚壁体系内，发生一化学反应，温度从21T T →，压力由21p p →，则（D ）A.0,0,0>∆>>U W QB.0,0,0<∆<=U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0=∆==U W Q 8、理想气体定温定压混合过程中，下列体系的性质不正确的是（C ）A.0>∆SB.0=∆HC.0=∆GD.0=∆U9、任意的可逆循环过程，体系的熵变（A ）A.一定为零B.一定大于零C.一定为负D.是温度的函数10、一封闭体系从B A →变化时，经历可逆R 和不可逆IR 途径，则（B ）A.IR R Q Q =B.T Q dS IRδ> C.IR R W W = D.TQ T Q IR R =11、理想气体自由膨胀过程中（D ）A.0,0,0,0=∆>∆>=H U Q WB.0,0,0,0>∆>∆=>H U Q WC.0,0,0,0=∆=∆><H U Q WD.0,0,0,0=∆=∆==H U Q W12、2H 和2O 在绝热定容的体系中生成水，则（D ）A.0,0,0=∆>∆=孤S H QB.0,0,0>∆=>U W QC.0,0,0>∆>∆>孤S U QD.0,0,0>∆==孤S W Q13、理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有（A ）A.0=∆体SB.0=∆UC.0<QD.0=∆H14、当理想气体反抗一定外压做绝热膨胀时，则（D ）A.焓总是不变的B.热力学能总是不变的C.焓总是增加的D.热力学能总是减小的15、环境的熵变等于（B 、C ） A.环体T Q δ B.环体T Q δ- C.环环T Q δ D.环环T Q δ-16、在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是（D ）A.0,0<∆>∆H UB.0,0=∆=∆H UC.0,0<∆<∆H UD.不能确定H U ∆=∆,017、某体系经过不可逆循环后，错误的答案是（A ）A.0=QB.0=∆SC.0=∆UD.0=∆H18、C 6H 6(l)在刚性绝热容器中燃烧，则（D ）A.0,0,0=<∆=∆Q H UB.0,0,0=>∆=∆W H UC.0,0,0==∆≠∆Q H UD.0,0,0=≠∆=∆W H U19 、下列化学势是偏摩尔量的是（ B ） A.Zn V T B n F ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.Z n p T B n G ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C.Z n V S B n U ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.Z n p S B n H ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 20、在℃10-，θp ，1mol 过冷的水结成冰时，下述表示正确的是（ C ）A.00,0,0>∆>∆>∆<∆孤环体，S S S GB.00,0,0<∆<∆<∆>∆孤环体，S S S GC.00,0,0>∆>∆<∆<∆孤环体，S S S GD.00,0,0<∆<∆>∆>∆孤环体，S S S G21、下述化学势的公式中，不正确的是（ D ） A.B B Z n p T n Gμ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,, B.m B pS T ,-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ C.m B TV p ,=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ D.Z n p T B n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 22、在373.15K ，101.325Pa ，)(2l O H μ与)(2g O H μ的关系是（ B ）A.)()(22g O H l O H μμ>B.)()(22g O H l O H μμ=C.)()(22g O H l O H μμ<D.无法确定23、制作膨胀功的封闭体系，pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂的值（ B ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法确定24、某一过程0=∆G ，应满足的条件是（ D ）A.任意的可逆过程B.定温定压且只做体积中的过程C.定温定容且只做体积功的可逆过程D.定温定压且只做体积功的可逆过程25、1mol 理想气体经一定温可逆膨胀过程，则（ A ）A.F G ∆=∆B.F G ∆>∆C.F G ∆<∆D.无法确定26、纯液体在正常相变点凝固，则下列量减少的是（ A ）A.SB.GC.蒸汽压D.凝固热27、右图中哪一点是稀溶液溶质的标准态的点（ B ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点28、在θp 下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的是（ D ）A.G ∆B.S ∆C.H ∆D.U ∆29、实际气体的化学势表达式为θθμμp f RT T ln)(+=，其中标准态 化学势为（ A ）A.逸度θp f =的实际气体的化学势B.压力θp p =的实际气体的化学势C.压力θp p =的理想气体的化学势D.逸度θp f =的理想气体的化学势30、理想气体的不可逆循环，G ∆( B )A.0<B.0=C.0>D.无法确定31、在βα,两相中含A 、B 两种物质，当达平衡时，正确的是（ B ）A.ααμμB A =B.ααμμA A =C.βαμμB A =D.ββμμB A =32、多组分体系中，物质B 的化学势随压力的变化率，即)(,B Z B Z n T p ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ的值（ A ） A.0> B.0< C.0= D.无法确定33、℃10-、标准压力下，1mol 过冷水蒸汽凝集成冰，则体系、环境及总的熵变为（ B ）A.0,0,0<∆<∆<∆univ sur sys S S SB.0,0,0>∆>∆<∆univ sur sys S S SC.0,0,0>∆>∆>∆univ sur sys S S SD.0,0,0<∆>∆<∆univ sur sys S S S34、p-V 图上，1mol 单原子理想气体，由状态A 变到状态B ，错误的是（ B ）A.Q U =∆B.Q H =∆C.0<∆SD.0<∆U35、体系经不可逆过程，下列物理量一定大于零的是（ C ）A.U ∆B.H ∆C.总S ∆D.G ∆36、一个很大的恒温箱放着一段电阻丝，短时通电后，电阻丝的熵变（ D ）A.0>B.0<C.0=D.无法确定37、热力学的基本方程Vdp SdT dG +-=可使用与下列哪一过程（ B ）A.298K ，标准压力的水蒸发的过程B.理想气体向真空膨胀C.电解水制备氢气D.合成氨反应未达平衡38、温度为T 时，纯液体A 的饱和蒸汽压为*A p ，化学势为*A μ，在1θp 时，凝固点为0f T ，向A 溶液中加入少量溶质形成稀溶液，该溶质是不挥发的，则A p 、A μ、f T 的关系是（ D ）A.f f A A A A T T p p <<<0,**,μμB.f f A A A A T T p p <<>0,**,μμC.f f A A A A T T p p ><>0,**,μμD.f f A A A A T T p p >>>0,**,μμ39下列性质不符合理想溶液通性的是： ( D )A. ∆mix V ＝0B. ∆mix S >0C. ∆mix G <0D. ∆mix G >040、从A 态到B 态经不可逆过程ΔS 体是： ( D )A.大于零B.小于零C.等于零D.无法确定41、常压下-10℃过冷水变成-10℃的冰，在此过程中，体系的ΔG 与ΔH 如何变化： ( D )A. ΔG<0，ΔH>0B. ΔG>0，ΔH>0C. ΔG=0，ΔH=0D. ΔG<0，ΔH<042、某绝热封闭体系在接受了环境所做的功之后，其温度:( A )A.一定升高B.一定降低C.一定不变D.不一定改变43、对于纯物质的标准态的规定，下列说法中不正确的是： (C)A. 气体的标准态就是温度为T ，压力为100kPa 下具有理想气体性质的纯气体状态。
大学热力学基础习题答案
大学热力学基础习题答案【篇一：《物理学基本教程》课后答案第七章热力学基础】>7-1 假设火箭中的气体为单原子理想气体，温度为2000 k，当气体离开喷口时，温度为1000 k，（1）设气体原子质量为4个原子质量单位，求气体分子原来的方均根速率v2气体离开喷口时的流速（即分子定向运动速度）大小相等，均沿同一方向，求这速度的大小，已知气体总的能量不变．分析气体动理论的能量公式表明，气体的温度是气体分子平均平动动能的量度．当气体的内能转化为定向运动的动能时，即表现为平均平动动能的减少，也就是温度的降低．解（1）由气体动理论的能量公式mv2?2v2132kt，得?3ktm?3?1.38?10?23?2000?274?1.6605?10m/s?3530.7 m/s（2）气体总的能量不变，气体内能的减少应等于定向运动动能的增量，就气体分子而言，即分子的平均平动动能的减少应等于定向运动动能的增量．若分子定向运动速度为vd，则有12mvd?232kt1?32kt2vd?3k(t1?t2)m?3?1.38?10?23?(2000?1000)?274?1.6605?10m/s?2496.6 m/s7-2 单原子理想气体从状态a经过程abcd到状态d，如图7-2所示．已知pa?pd?1.013?10 pa55，pb?pc?2.026?10 pa，vb?1.5 l，va?1 l，vc?3 l，（1）试计算气体在abcd过程中作的功，内能的变化和吸收的热量；（2）如果气体从状态d保持压强不变到a状态，如图中虚线所示，问以上三项计算变成多少？（3）若过程沿曲线从a到c状态，已知该过程吸热257 cal，求该过程中气体所作的功．分析理想气体从体积v1膨胀到体积v2的过2v程中所作的功为?p(v)dv，其量值为p?v图上 0 1 1.53 4v/lv1过程曲线下的面积．如果过程曲线下是规则的几图7-2何图形，通常可以直接计算面积获得该过程中气体所作的功．解（1）气体在abcd过程中作的功应等于过程曲线下的面积，得wabcd?s14da?sadcb?1.013?10?3?10?531.8 pa5?3?12?1.013?10?(3?1.5)?105?3pa内能改变为ed?ea? ?mm32cv,m(td?ta)?53m2m?3r(td?ta)??1?10?332pa(vd?va)?1.013?10?(4?10) j?455.9 j应用热力学第一定律，系统吸热为q?wabcd?ed?ea?531.8 j?455.9 j?987.7 j（2）气体在等压过程da中作的功为wda?pa(va?vd)?1.013?10?(1?4)?105?3j?-303.9 j内能改变为 ed?ea??455. 9j系统吸热为q?wda?ea?ed??303.9 j-455.9 j??759.8 j （3）若沿过程曲线从a到c状态，内能改变为ec?ea? ?mm32cv,m(tc?ta)?3m2mr(tc?ta)?5?332(pcvc?pava)?(2?3?1?1)?1.013?10?10 j?759.8 j应用热力学第一定律，系统所作的功为wac?qac?ec?ea?257?4.18 j-759.8 j?314.5 j7-3 2 mol的氮气从标准状态加热到373 k，如果加热时（1）体积不变；（2）压强不变，问在这两种情况下气体吸热分别是多少？哪个过程吸热较多？为什么？分析根据热力学第一定律，系统从外界吸收的热量，一部分用于增加系统的内能，另一部分用于对外作功．理想气体的内能是温度的单值函数，在常温和常压下氮气可视为理想气体，无论经过什么样的准静态过程从标准状态加热到373 k，其内能的变化都相同．在等体过程中气体对外不作功，系统从外界吸收的热量，全部用于系统的内能的增加，而在等压过程中，除增加内能外，还要用于系统对外作功，因此吸热量要多些．解（1）氮气可视为双原子理想气体，i?5．在等体过程中，系统吸热为qv?mim2r(t2?t1)?2?52?8.31?(373?273) j?4155 j（2）在等压过程中，系统吸热为qp?mi?2m2r(t2?t1)?2?72?8.31?(373?273) j?5817 j分析气体在等压过程中吸收的热量为qp?mi?2m2r(t2?t1)，其中t1已知，t2可以通过气体状态方程由已知的该状态的压强和体积求出．用同样的方法可以计算内能的变化．再应用热力学第一定律计算出系统所作的功．解（1）气体在等压过程中吸收的热量为qp? ?mi?2m722r(t2?t1)?5?3i?22?10(pv2?mmrt1)?(3?10?10?1032?8.31?283) j?7928 j（2）内能的变化为e2?e1? ?52mim2r(t2?t1)?5?3i2?(pv2?mmrt1)?(3?10?10?101032?8.31?283) j?5663 j（3）应用热力学第一定律，系统所作的功为w?q?e2?e1?7928 j-5663 j?2265 j7-5 双原子理想气体在等压膨胀过程中吸收了500 cal的热量，试求在这个过程中气体所作的功．解双原子理想气体在等压膨胀过程中吸热为qp?mi?2m2r(t2?t1)?i?22p(v2?v1)所作的功为wp?p(v2?v1)?2i?2qp?25?2?500?4.18 j?597 j分析在热力学中，应该学会充分利用p?v图分析和解题．从图7-6所示的p?v图 p可以看出，ac和db过程为等体过程，ad和cb过程为等压过程．理想气体的内能是温度的 p单值函数，在常温和常压下氧气可视为理想气体，只要始末状态相同，无论经过什么样的准静态过程，其内能的变化都相同．但是气体吸o v1 v2 v图7-6收的热量和完成的功则与过程有关，在等压过程中吸收的热量为qp?mi?2m2r(t2?t1)，在等体过程中吸收的热量为qv?mim2r(t2?t1)，其中温度值可以利用状态方程代换为已知的压强和体积参量．解（1）经acb过程，即经等体和等压过程，气体吸热为qacb?qv?qp? ? ?i?225?22p2v2?i25i2(pcvc?pava)?i?22(pbvb?pcvc)p1v1?p2v1?352?8.2?10?3?105?3?6?10?4.5?10 j? j?6?10?3?105?3j?1500 j所作的功为wacb?wcb?p2(v2?v1)?6?10?(4.5?3)?105?3j?900 j应用热力学第一定律，系统内能改变为eb?ea?qacb?wacb?1500 j-900 j?600 j（2）经adb过程，所作的功为wadb?wad?p1(v2?v1)?8.2?10?(4.5?3)?105?3j?1230 jj 系统内能改变为 eb?ea?600【篇二：大学物理气体动理论热力学基础复习题及答案详解】>一、填空题：轮胎内空气的压强是。
热力学基础习题
第六章 热力学基础习题（一）教材外习题1．在下列各种说法中，哪些是正确的？ （1）热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程（2）热平衡过程一定是可逆过程（3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接 （4）热平衡过程是在p －V 图上可用一连续曲线表示 （A ）（1）、（2） （B ）（3）、（4） （C ）（2）、（3）、（4） （D ）（1）、（2）、（3）、（4）（ ） 2．对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？（A ）等容降压过程 （B ）等温膨胀过程 （C ）绝热膨胀过程 （D ）等压压缩过程（ ）3．如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为Pa ，右边为真空。
今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是（A ）P 0 （B ）P 0/2 （C ）2γ P 0 (γ = C P / C V ) （D ）P 0/2γ（ ）4．一定量的理想气体分别由初态a 经①过程a b 和由初态a ' 经②过程a 'cb 到达相同的终态b ，如p — T 图所示，则两个过程中气体从外界吸收的热量Q 1，Q 2的关系为：（A ）Q 1<0, Q 1>Q 2（B ）Q 1>0, Q 1>Q 2（C ）Q 1<0, Q 1>Q 2 （D ）Q 1>0, Q 1<Q 2（ ）5．根据热力学第二定律可知：（A ）功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功。
（B ）热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 （C ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程 （D ）一切自发过程都是不可逆的（ ）pT二、填空题：1．一定量的理想气体，从p —V 图上状态出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V 1膨胀到体积V 2，试画出这三种过程的p —V 图曲线。
一轮复习人教版 第十三章 第三节 热力学定律与能量守恒 课件(36张)
第十三章 热 学
解析：选 D.中午，车胎内气体温度升高，内能增大，车胎体 积增大，气体对外做功．选项 D 正确．
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第十三章 热 学
迁移 3 气态方程与热力学第一定律的综合应用 3．(2017·高考全国卷Ⅲ) 如图，一定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达 状态 c，最后经等压过程 ca 回到初态 a.下列说法正确的是 ()
特点 状态量
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第十三章 热 学
含义 是热传递过程中内能的改变量， 热量 热量用来度量热传递过程中内能 转移的多少 做功过程是机械能或其他形式的 功 能和内能之间的转化过程
特点 过程量
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第十三章 热 学
【典题例析】 如图所示，一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状 态 B、C 和 D 后再回到状态 A.其中，A→B 和 C→D 为等温过 程，B→C 和 D→A 为绝热过程(气体与外界无热量交换)．这就 是著名的“卡诺循环”．
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第十三章 热 学
A．在过程 ab 中气体的内能增加 B．在过程 ca 中外界对气体做功 C．在过程 ab 中气体对外界做功 D．在过程 bc 中气体从外界吸收热量 E．在过程 ca 中气体从外界吸收热量
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第十三章 热 学
解析：选 ABD.ab 过程，气体压强增大，体积不变，则温度升 高，内能增加，A 项正确；ab 过程发生等容变化，气体对外 界不做功，C 项错误；一定质量的理想气体内能仅由温度决定， bc 过程发生等温变化，内能不变，bc 过程，气体体积增大， 气体对外界做正功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸 热，D 项正确；ca 过程发生等压变化，气体体积减小，外界对 气体做正功，B 项正确；ca 过程，气体温度降低，内能减小， 外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知气体向外界放 热，E 项错误．
第十三章 热力学基础 习题解答
§13.1～13. 213.1 如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程【C 】(A) 是准静态过程，它能用p ─V 图上的一条曲线表示(B) 不是准静态过程，但它能用p ─V 图上的一条曲线表示(C) 不是准静态过程，它不能用p ─V 图上的一条曲线表示(D) 是准静态过程，但它不能用p ─V 图上的一条曲线表示分析：从一个平衡态到另一平衡态所经过的每一中间状态均可近似当作平衡态（无限缓慢）的过程叫做准静态过程，此过程在p-V 图上表示一条曲线。
题目中活塞迅速移动，变换时间非常短，系统来不及恢复平衡，因此不是准静态过程，自然不能用p -V 图上的一条曲线表示。
13.2 设单原子理想气体由平衡状态A ，经一平衡过程变化到状态B ，如果变化过程不知道，但A 、B 两状态的压强，体积和温度都已知，那么就可以求出：【B 】（A ） 体膨胀所做的功； （B ） 气体内能的变化；（C ） 气体传递的热量； （D ） 气体的总质量。
分析：功、热量都是过程量，除了与系统的始末状态有关外，还跟做功或热传递的方式有关；而内能是状态量，只与始末状态有关，且是温度的单值函数。
因此在只知道始末两个状态的情况下，只能求出内能的变化。
对于答案D 而言，由物态方程RT PV ν=可以计算气体的物质的量，但是由于不知道气体的种类，所以无法计算气体总质量。
13.3 一定量的理想气体P 1、V 1、T 1，后为P 2、V 2、T 2， 已知V 2>V 1, T 2<T 1，以下说法哪种正确？【D 】（A ） 不论经历什么过程，气体对外净作功一定为正值；（B ） 不论经历什么过程，气体对外界净吸热一定为正值；（C ） 若是等压过程，气体吸的热量最少；（D ） 若不知什么过程，则W 、Q 的正负无法判断。
分析：功和热量都是过程量，他们除了与系统的始末状态有关外，还跟经历的过程方式有关，所以A 、B 选项不正确。
热力学基础
汽液平衡，饱和压力、饱和温度
2、定压加热汽化过程
五种状态；
干度；
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
● 饱和状态 (Saturated state) 当汽化速度 = 液化速度时，宏观上气、液两相保持 一定的相对数量，系统处于动态平衡—饱和状态。
◇ 饱和温度，ts (Ts) —饱和状态的温度
◇ 饱和压力，ps— 饱和状态的压力
t=ts
t>ts
干度（dryness）
定义：湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，用x表示。
干度x＝
湿蒸汽中含干蒸汽的质量 湿蒸汽的总质量
x m汽 m汽 m液
饱和水
x＝0
湿饱和蒸汽 0<x<1
干饱和蒸汽 x＝1
● 湿度 y=1–x 表示湿蒸汽中饱和水的含量。
第五节 水蒸气
• 预热阶段：未饱和水区
• 气化阶段：饱和水区（湿蒸汽区）
• 准平衡过程 特点：自动恢复；实线示图；
• 可逆过程 特点：准平衡过程+ 无能量耗散； 实际过程均为不可逆过程；
★ 可逆过程熵的变化： 系统吸热 q 0, ds 0 熵增； 系统放热 q 0, ds 0 熵减； 绝热过程 q 0, ds 0 熵不变。
(可逆绝热过程）
可逆绝热过程又称等熵过程。
（表明与实际气体的区别）
（2) 状态方程式：
pv= RgT 2、理想气体的比热
定义：单位物量的工质，温度升高或降低一度所吸收 的热量。
c = (δq/dT)
注意：三种不同单位。
第三节 理想气体
3、定容比热、定压比热：
cv= (∂u/∂T)v = du/dT (理想气体)
物理化学《化学热力学基础》习题及答案
物理化学《化学热力学基础》习题及答案 1-2 选择题1、273K ，θp 时，冰融化为水的过程中，下列关系是正确的有（B ）A.0<WB.p Q H =∆C.0<∆HD.0<∆U2、体系接受环境做功为160J ，热力学能增加了200J ，则体系（A ）A.吸收热量40JB.吸收热量360JC.放出热量40JD.放出热量360J3、在一绝热箱内，一电阻丝浸入水中，通以电流。
若以水和电阻丝为体系，其余为环境，则（C ）A.0,0,0>∆=>U W QB.0,0,0>∆==U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0<∆=<U W Q4、任一体系经一循环过程回到始态，则不一定为零的是（D ）A.G ∆B.S ∆C.U ∆D.Q5、对一理想气体，下列关系式不正确的是（A ）A.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂p T UB.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V H C.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p H D.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T p U 6、当热力学第一定律写成pdV Q dU -=δ时，它适用于（C ）A.理想气体的可逆过程B.封闭体系的任一过程C.封闭体系只做体积功过程D.封闭体系的定压过程7、在一绝热刚壁体系内，发生一化学反应，温度从21T T →，压力由21p p →，则（D ）A.0,0,0>∆>>U W QB.0,0,0<∆<=U W QC.0,0,0>∆>=U W QD.0,0,0=∆==U W Q 8、理想气体定温定压混合过程中，下列体系的性质不正确的是（C ）A.0>∆SB.0=∆HC.0=∆GD.0=∆U9、任意的可逆循环过程，体系的熵变（A ）A.一定为零B.一定大于零C.一定为负D.是温度的函数10、一封闭体系从B A →变化时，经历可逆R 和不可逆IR 途径，则（B ）A.IR R Q Q =B.T Q dS IRδ> C.IR R W W = D.TQ T Q IR R =11、理想气体自由膨胀过程中（D ）A.0,0,0,0=∆>∆>=H U Q WB.0,0,0,0>∆>∆=>H U Q WC.0,0,0,0=∆=∆><H U Q WD.0,0,0,0=∆=∆==H U Q W12、2H 和2O 在绝热定容的体系中生成水，则（D ）A.0,0,0=∆>∆=孤S H QB.0,0,0>∆=>U W QC.0,0,0>∆>∆>孤S U QD.0,0,0>∆==孤S W Q13、理想气体可逆定温压缩过程中，错误的有（A ）A.0=∆体SB.0=∆UC.0<QD.0=∆H14、当理想气体反抗一定外压做绝热膨胀时，则（D ）A.焓总是不变的B.热力学能总是不变的C.焓总是增加的D.热力学能总是减小的15、环境的熵变等于（B 、C ） A.环体T Q δ B.环体T Q δ- C.环环T Q δ D.环环T Q δ-16、在孤立体系中进行的变化，其U ∆和H ∆的值一定是（D ）A.0,0<∆>∆H UB.0,0=∆=∆H UC.0,0<∆<∆H UD.不能确定H U ∆=∆,017、某体系经过不可逆循环后，错误的答案是（A ）A.0=QB.0=∆SC.0=∆UD.0=∆H18、C 6H 6(l)在刚性绝热容器中燃烧，则（D ）A.0,0,0=<∆=∆Q H UB.0,0,0=>∆=∆W H UC.0,0,0==∆≠∆Q H UD.0,0,0=≠∆=∆W H U19 、下列化学势是偏摩尔量的是（ B ） A.Zn V T B n F ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ B.Z n p T B n G ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ C.Z n V S B n U ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ D.Z n p S B n H ,,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 20、在℃10-，θp ，1mol 过冷的水结成冰时，下述表示正确的是（ C ）A.00,0,0>∆>∆>∆<∆孤环体，S S S GB.00,0,0<∆<∆<∆>∆孤环体，S S S GC.00,0,0>∆>∆<∆<∆孤环体，S S S GD.00,0,0<∆<∆>∆>∆孤环体，S S S G21、下述化学势的公式中，不正确的是（ D ） A.B B Z n p T n Gμ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,, B.m B pS T ,-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ C.m B TV p ,=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ D.Z n p T B n U ,,⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 22、在373.15K ，101.325Pa ，)(2l O H μ与)(2g O H μ的关系是（ B ）A.)()(22g O H l O H μμ>B.)()(22g O H l O H μμ=C.)()(22g O H l O H μμ<D.无法确定23、制作膨胀功的封闭体系，pT G ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂的值（ B ） A.大于零 B.小于零 C.等于零 D.无法确定24、某一过程0=∆G ，应满足的条件是（ D ）A.任意的可逆过程B.定温定压且只做体积中的过程C.定温定容且只做体积功的可逆过程D.定温定压且只做体积功的可逆过程25、1mol 理想气体经一定温可逆膨胀过程，则（ A ）A.F G ∆=∆B.F G ∆>∆C.F G ∆<∆D.无法确定26、纯液体在正常相变点凝固，则下列量减少的是（ A ）A.SB.GC.蒸汽压D.凝固热27、右图中哪一点是稀溶液溶质的标准态的点（ B ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点28、在θp 下，当过冷水蒸气凝结为同温度的水，在该过程中正、负号无法确定的是（ D ）A.G ∆B.S ∆C.H ∆D.U ∆29、实际气体的化学势表达式为θθμμp f RT T ln)(+=，其中标准态 化学势为（ A ）A.逸度θp f =的实际气体的化学势B.压力θp p =的实际气体的化学势C.压力θp p =的理想气体的化学势D.逸度θp f =的理想气体的化学势30、理想气体的不可逆循环，G ∆( B )A.0<B.0=C.0>D.无法确定31、在βα,两相中含A 、B 两种物质，当达平衡时，正确的是（ B ）A.ααμμB A =B.ααμμA A =C.βαμμB A =D.ββμμB A =32、多组分体系中，物质B 的化学势随压力的变化率，即)(,B Z B Z n T p ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂μ的值（ A ） A.0> B.0< C.0= D.无法确定33、℃10-、标准压力下，1mol 过冷水蒸汽凝集成冰，则体系、环境及总的熵变为（ B ）A.0,0,0<∆<∆<∆univ sur sys S S SB.0,0,0>∆>∆<∆univ sur sys S S SC.0,0,0>∆>∆>∆univ sur sys S S SD.0,0,0<∆>∆<∆univ sur sys S S S34、p-V 图上，1mol 单原子理想气体，由状态A 变到状态B ，。
第十三章 热力学基础1
解 氮气可视为理想气体， 其液化过程为绝热过程.
p1 = 50 × 1.01× 105 Pa
p2 = 1.01× 10 Pa
5
T1 = 300K
氮气为双原子气体由表查得 γ = 1.40
p2 (γ −1) / γ T2 = T1 ( ) = 98.0K p1
第十三章：热力学基础
例3 一汽缸内有一定的水，缸壁由良导热材料 制成. 作用于活塞上的压强 1 .013 × 10 5 Pa ，摩擦不计. 开始时，活塞与水面接触. 若环境 (热源) 温度非常 缓慢地升高到 100o C . 求把单位质量的水汽化为水 蒸气，内能改变多少？
2 (p , , ) 2 V T 2 2
p2
W
( p2, 2, 2 ) V T 2
p1
W
( p1, 1 ,T1 ) V 1
o V1
V2 V
o V2
V1 V
E1
W
E2
E2
E1
W
第十三章：热力学基础
绝热线和等温线
绝热过程曲线的斜率 pV γ = 常量
γpV γ −1dV + V γ dp = 0
dp pA ( ) a = −γ dV VA
p
p2
' p2
2 T 2
T2' = T1 Q=0
2'
p1
T1
o V = V ' = V 10 V V 2 2 1 1
第十三章：热力学基础
T = 常量
1
ν 已知： = 5 mol T0 = 293 K
P0 = 1.013 × 105 Pa V = 0.1V0
解 （1）等温过程
V2′ ′ W12 = νRT ln = −2.80×104 J V1
高考物理一轮复习第十三章热学第1讲分子动理论热力学定律练习(2021年整理)
2019年高考物理一轮复习第十三章热学第1讲分子动理论热力学定律练习编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019年高考物理一轮复习第十三章热学第1讲分子动理论热力学定律练习）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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配餐作业分子动理论热力学定律A组·基础巩固题1．(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是（）A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的C．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的解析扩散现象是分子无规则热运动的反映,B项正确、D项错误；温度越高，分子热运动越激烈，扩散越快,A项正确；气体、液体、固体的分子都在不停地进行着热运动,扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，C项正确。
答案ABC2．(多选）下面关于分子力的说法正确的是（)A．铁丝很难被拉长,这一事实说明铁分子间存在引力B．水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力C．将打气管的出口端封住，向下压活塞,当空气被压缩到一定程度后很难再压缩,这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力解析逐项分析：原来分子间距r等于r0，拉长时r〉r0，表现为引力,A 项对；压缩时r〈r0，表现为斥力,B项对；压缩到一定程度后，空气很难再压缩，是气体分子频繁撞击活塞产生的气体压强增大的结果，C项错;磁铁吸引铁屑是磁场力的作用,不是分子力的作用，D项错。
答案AB3．（多选）下列说法正确的是( ）A．气体放出热量，其分子的平均动能可能增大B．布朗运动不是液体分子的运动，但它可以说明分子在永不停息地做无规则运动C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律E．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积V0，则阿伏加德罗常数可表示为N A＝错误!解析气体放出热量,若外界对气体做功,温度升高，分子的平均动能增大，故A项正确；布朗运动是固体小颗粒的运动,它是分子无规则运动的反映，故B项正确；当分子间是斥力时,分子力随距离的减小而增大；分子力做负功，故分子势能也增大，故C项正确;第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律,故D项错误；若气体的摩尔体积为V,每个分子的体积为V,由于气体分子之间的距离远大于分子的直径所以阿伏加德罗常数不能表示为N A＝VV,气体此式不成立,故E项错误。
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62 第十三章 热力学基础§13-1 热力学第一定律【基本内容】一、准静态过程（1）热力学过程：热力学系统的状态随时间变化的过程；热力学过程可分为非静态过程（又称非平衡过程）、准静态过程（又称平衡过程）两种类型。
（2）非静态过程：某热力学系统从始态（平衡态）经一系列变化到达终态（平衡态），经历了从平衡态到非平衡态（系统各部分状态参量不均匀）、再到平衡态的过渡。
这种始末两态之间所经历的中间状态为非平衡态的过程称为非静态过程。
（3）准静态过程：在热力学过程中的所有中间状态都无限接近于平衡态的过程；或者说“准静态过程是由一系列依次接替的平衡态所组成的过程”。
实际过程中，进行得无限缓慢的过程，各时刻系统的状态就无限地接近于平衡态，可视为准静态过程；反之，若过程进行较快，则视为非准静态过程。
准静态过程可用系统的状态图（p-V 图、p-T 图、V-T 图）中的一条曲线表示。
二、热量、内能、功1、热能和热量热能：系统内分子无规则运动的总动能，是状态量；热量Q ：系统与外界之间由于存在温度差而传递的能量叫做热量，它是状态变化过程中热能的改变量，是过程量。
规定：0Q >表示系统从外界吸收热量；0Q <表示系统向外界放出热量。
系统由一个状态到另一个状态经历不同过程，吸收（或放出）的热量不同。
2、内能理想气体的内能E 是温度的单值函数：()E E T =内能的改变量：决定于系统的始未状态，与系统经历的过程无关。
对理想气体：212T V V T i E C dT C T R T ννν∆=⋅=∆=∆⎰3、功（1）功：是能量传递与转化的量度。
对系统做功使系统状态发生变化，同时就完成了能量的传递与转移过程。
功是过程量而不是态函数。
两个平衡态之间可经历不同的准静态过程，系统所做的功不同。
（2）体积功 21V V A PdV =⎰功是过程量，在P-V 图下的意义：1VV A P dV S ==⎰,S 表示：P-V 图中相应热力学过程曲线下的面积。
4、系统状态变化的原因做功和传热都可以改变系统的热力学状态，产生内能的变化。
对系统内能的改变来说，对系统做功和向系统传递热量有相同的效果。
它们都是系统能量变化的量度。
作功：是通过物体的宏观位移完成的，宏观有序能量→微观无序能量。
（能量的转化） 传热：是通过分子之间的传递完成的，微观无序能量→微观无序能量。
（能量的转移） 焦耳等人通过实验揭示了热量与功之间确定的当量关系：1卡=4.186焦耳三、热力学第一定律63表述一：系统从外吸收的热量等于系统内能的增量与系统对外作功之和。
21Q E E A =-+ 或 E Q A ∆=-（宏观）dQ dE dA =+（微观）表述二：第一类永动机是不可能制成的。
第一类永动机是不消耗任何形式的能量（0Q =），而能循环地(0E ∆=)对外作功（0A >）的机器。
四、热容量1、热容量热容量C '的定义：一个系统所吸放的热量与温度变化的比值，称为该系统的热容量。
dQ C dT'=单位：J/K（1）比热：若系统的质量为单位质量，则称系统的热量为比热容，简称比热。
1dQc M dT=单位：J/Kg.K ，显然：C Mc '=c 表示：单位质量的物质，温度改变1K ，所吸收或者放出的热量。
（2）摩尔热容量：若系统的质量为一摩尔，则称系统的热量为摩尔热容量 。
1dQC dTν=单位：J/mol.K ，显然：C C ν'=C 表示：1mol 物质，温度改变1K ，所吸收或者放出的热量。
2、理想气体的等容、等压摩尔热容 （1）等容摩尔热容量定义：()1VV dQ C dTν=，对理想气体：2Vi CR =等容过程吸放的热量：21T V V T Q C dT ν=⎰对理想气体：21T V V V T Q C dT C T νν==∆⎰（2）等压摩尔热量定义：()1PP dQ C dTν=，对理想气体：P V C C R =+等压过程吸放的热量：21T P P T Q C dT ν=⎰对理想气体：21T P P P T Q C dT C T νν==∆⎰（3）比热比：2P VC i C iγ+==五、理想气体在各种过程中所作的功1、热力学第一定律在理想气体等值过程中的应用(a)图13.1(b)(c)64 （1）等容过程如图13.1（a ），P —V 图：平行于P 轴的直线：0A = 21()V V E C T C T T νν∆=∆=- V Q E =∆（2）等压过程如图13.1（b ）， P-V 图：平行于V 轴的直线。
21()A R T T ν=- 21()V E C T T ν=- 21()P P P Q C T C T T νν=∆=- （3）等温过程如图13.1（c ），P-V 图：双曲线。
12lnP A R T P ν= 0E ∆= Q W =2、绝热过程绝热过程：是系统与外界无热能交换的过程；0Q =、E A ∆=- （1）准静态绝热过程过程方程：1PVC γ=、12VT C γ-=、13PTC γγ--=P-V 图：绝热线与等温线相似。
但比等温线陡。
（2）绝热自由膨胀过程绝热自由膨胀过程是非准静态过程。
结论：理想气体向真空绝热自由膨胀后，温度和内能不变，压强降低。
六、循环过程1、循环过程 （1）循环过程一个系统经历一系列变化后，又回到初始状态的整个过程，叫循环过程。
一个循环由多个过程组成，组成循环的各个过程叫分过程。
循环的物质系统叫工作物质，简称工质。
（2）循环的特点完成一个循环后内能不变，即0E ∆=根据热力学第一定律，一个循环过程Q A = 2、正循环及其效率（1）正循环：在P-V 图中，沿顺时针方向进行的循环，系统对外作正功。
（2）正循环的效率 1221111Q Q Q A Q Q Q η-===-A ：表示循环过程中，系统对外所作的净功；1Q ：表示循环过程中，系统所吸收的热量；2Q ：表示循环过程中，系统所放出的热量。
3、逆循环及其致冷系数（1）逆循环：在P-V 图中，循过程沿逆时针方向进行，系统对外作负功。
（2）致冷系数： 2221||Q Q A Q Q ω==-4、卡诺循环卡诺循环是由两个绝热过程和两个等温过程组成的循环。
（1）卡诺热机循环：工质从高温热源吸收热量1Q ，对外作净功A ，向低温热源放出热量2Q 。
卡诺热机循环的效率：211T T η=-65（2）卡诺制冷剂循环：外界对系统做功A ，从低温热源吸热1Q ，向高温热源放热2Q 。
卡诺致冷机的致冷系数为：1122112||Q Q T A Q Q T T ω===--【典型例题】【例13-1】若一定量的理想气体，按V =的规律变化，a 为常数，求：（1）气体从体积1V 膨胀到2V 所作的功；（2）体积为1V 时的温1T 与体积为2V 时的温度2T 之比。
【解】 （1）22112221211()V V V V a W PdV dV a V V V ===-⎰⎰（2）由PV RT ν=得 111222T PV T P V =由V =21221()P V P V = 所以，1221T V T V =【例13-2】 一定量的理想气体经历ａｃｂ过程时吸热２００J ，如图13-2。
求经历ａｃｂｄａ过程时，吸热为 多少？【解】 acbda acbda bda acb Q A A A ==+ 35(41)104101200()bda A J -=--⨯⨯⨯=-acb b a acb Q E E A =-+而 ()()022b a b a b b a a i i E E R T T P V P V ν-=-=-=所以，200()acb acb A Q J == 1200()200()1000()acbda acbda bda acb Q A A A J J J ==+=-+=-【例13-3】 一定质量的理想气体，开始时处于50 1.210P Pa =⨯，3308.3110V m -=⨯，0300T K =的初态，经过一等容过程后，温度升为1450T K =，再经过一等温过程，压强减少为0P P =的未态。
已知该理想气体的比热比5/3γ=。
求： （1）该理想气体的定容与定压摩尔热容量；（2）气体从初始状态至未状态过程中所吸收的热量。
【解法一】（1）由5/3,P V C C R γ==+得：53,22P V C R C R ==（2）P-V 图如图所示 A →B 等容过程310()7.4810()AB AB V Q E C T T J ν=∆=-=⨯ 0AB A =由理想气体状态方程 00000/()4()P V R T P V R T m o l νν=⇒== B →C 等温过程0BC E ∆=例13-2图3-3 例13-3图66 111lnlnCBV C B BC BC V BCV RT P Q A dV RT RT V V P νν====⎰而，1B B CP P T P P T ==，所以411010()ln1.3510()ABC AB BC V T Q Q Q C T T RT J T νν=+=-+=⨯【解法二】：ABC ABC ABC Q E A =∆+而：310()7.4810()ABC C A V E E E C T T J ν∆=-=-=⨯3110ln6.0610()CBV ABC V T A PdV RT J T ν===⨯⎰所以，41.3510()ABC Q J =⨯【例13-4】 比热比为γ=1.40的理想气体进行如图例13-4所示的循环。
T A =300K ，求：（1）B 、C 态的温度；（2）每一过程中气体所吸的热量。
【解】 （1）C →A 等容过程 75c c A AP T T K P ==B →C 等压过程 225B B C CV T T K V == （2）由R TPV ν=得：0.321A A AP V m ol RT ν== 571.40,,22P P V V P VC C C R C R C R C γ===+⇒==B →C 等压过程 ()1400()BC P C B Q C T T J γ=-=- C →A 等容过程 ()1500()CA V A C Q C T T J γ=-= A →B 过程 对整个循环过程A →B →C →A0ABCA Q E A E =∆+∆=1()()600()2A CBC ABC A A S P P V V Q J ==--⇒=所以： 500()ABCA AB BC CA AB ABCA BC CA Q Q Q Q Q Q Q Q J =++⇒=--=【例13-5】 一定质量的氧气，在标准状态下的体积为1.0×10-2m 3，求下列各过程中气体所吸收的热量。