61大学物理下册(热力学(习题课后作业))-江西理工大学
《大学物理下教学课件》热力学
节能技术
新能源开发
大气污染控制
废物处理与资源化
节能环保材料
热力学的在环境保护中的应用
通过热力学理论，实现对废物的有效处理和资源化利用，如焚烧、热解、气化等技术的研发和应用。
通过热力学理论，开发出各种节能环保材料，如保温隔热材料、环保涂料等，降低能耗和减少环境污染。
热力学理论在控制大气污染方面发挥了重要作用，如燃烧控制、烟气脱硫脱硝等技术的研发和应用。
05
热力学的实际应用
80%
80%
100%
热力学的在能源利用中的应用
热力学理论在能源转换和利用方面发挥了重要作用，如将热能转换为机械能、电能等，提高能源利用效率。
通过热力学理论，开发出各种节能技术，如热回收、余热利用等，降低能耗，节约能源。
热力学理论在新能源开发领域也发挥了重要作用，如太阳能、地热能等的利用，推动能源结构的优化和转型。
另一种表述是，不可能通过有限步骤将一个系统冷却到绝对零度。这表明达到绝对零度是一个不可实现的目标。
热力学第三定律的内容
热力学第三定律的证明
证明方法一
利用热力学第二定律和熵的性质，证明在绝对零度时，完美晶体的熵为零。
证明方法二
利用量子力学和能级的概念，证明完美晶体的能级在绝对零度时为零，从而证明熵为零。
要点一
要点二
详细描述
证明热力学第一定律的方法包括实验验证和逻辑推理。实验上，通过测量不同过程中系统能量的变化、热量和功的传递，可以验证热力学第一定律的正确性。逻辑上，热力学第一定律与能量守恒定律是一致的，因为能量不能凭空产生或消失，只能从一种形式转化为另一种形式。因此，热力学第一定律是能量守恒定律在热现象中的具体体现。
热力学的在工程设计中的应用
江西理工大学大学物理(下)习题册及答案详解
班级_____________ 学号___________姓名________________ 简谐振动1. 一质点作谐振动, 振动方程为X=6COS (8πt+π/5) cm, 则t=2秒时的周相为:π5116, 质点第一次回到平衡位置所需要的时间为:s 0375.0.2. 一弹簧振子振动周期为T 0, 若将弹簧剪去一半, 则此弹簧振子振动周期T 和原有周期T 0之间的关系是:022T T =.3. 如图为以余弦函数表示的谐振动的振动曲线, 则其初周相φ=π-,P 时刻的周相为:0.4. 一个沿X 轴作谐振动的弹簧振子, 振幅为A , 周期为T , 其振动方程用余弦函数表示, 如果在t=0时, 质点的状态分别是:(A) X 0=－A; (B) 过平衡位置向正向运动;(C) 过X=A/2 处向负向运动; (D) 过A x 22-= 处向正向运动.2 1 0 P t(s) X(m)试求出相应的初周相之值, 并写出振动方程.)2cos()(ππ+=t T A x A ; )22cos()(ππ-=t T A x B )32cos()(ππ+=t TA x C ; )452cos()(ππ+=t TA x D5.一质量为0.2kg 的质点作谐振动，其运动议程为:X=0.60 COS(5t －π/2)(SI)。
求(1)质点的初速度；(2)质点在正向最大的位移一半处所受的力。
解(1))5sin(00.32π--==t dtdxv 10.00.3,0-==s m v t(2)x x dtdv a 2520-=-==ω 22.5.7,30.0--===sm a m x AN ma F 5.1-==班级_____________ 学号___________姓名________________简谐振动的合成1. 两个不同的轻质弹簧分别挂上质量相同的物体1和2, 若它们的振幅之比A 2 /A 1=2, 周期之比T 2 / T 1=2, 则它们的总振动能量之比E 2 / E 1 是( A )(A) 1 (B) 1/4 (C) 4/1 (D) 2/11)()(;)(2222221122112=⋅==A A T T E E T A m E π2.有两个同方向的谐振动分别为X 1=4COS(3t+π/4)cm ，X 2 =3COS(3t －3π/4)cm, 则合振动的振幅为:cm A 1=, 初周相为:4πφ=. 3. 一质点同时参与两个同方向, 同频率的谐振动, 已知其中一个分振动的方程为X 1=4COS3t cm, 其合振动的方程为分振动的振幅为A 2 =cm 4, 4. 动方程分别为X 1=A COS(ωt+π/3), X 2 =A COS (ωt+5π/3), X 3 =A COS(ω程为:)6cos(3πω+=t A x5. 频率为v 1和v 2的两个音叉同时振动时，可以听到拍音，可以听到拍音，若v 1＞v 2，则拍的频率是(B )(A)v 1+v 2 (B)v 1－v 2 (C)(v 1+v 2)/2 (D)(v 1－v 2)/26.有两个同方向，同频率的谐振动，其合成振动的振幅为0.20m ，周相与第一振动周相差为π/6。
60大学物理下册(热力学(习题课))-江西理工大学
习题课(热一定律及其应用)1.一定量的双原子理想气体从压强为1×105帕，体积为10升的初态等压膨胀到末态，在此过程中对外作功200J ，则该过程中气体吸热Q ＝700J ；气体的体积变为12升。
解: 双原子分子气体i =5 R R i C p2722=+= )(1221V V P P d VA V V -==⎰ 升1210123312=⨯=+=-m PAV V2. 2mol 氢气(视为理想气体)从状态参量P 0、V 0、T 0的初态经等容过程到达末态，在此过程中：气体从外界吸收热量Q ，则氢气末态温度T ＝T 0+Q/(5R)；末态压强P ＝P 0[1+Q/(5RT 0)]解: H 2: i =5 , C v =5R /2 , A =0∵ Q=E 2－E 1=νC v (T －T 0)=5R (T －T 0) ,50RQT T +=∴ )51( 000000RT Q P P T T P T P T P +===得由 3.一定量的理想气体经等容升压过程，设在此过程中气体内能增量为△E ，气体作功为A ，外界对气体传递的热量为Q ，则：( D )(A)△E ＜0，A ＜0 (B)△E ＞0，A ＞0 (C)△E ＜0，A ＝0 (D)△E ＞0，A ＝0解: 等容(体)过程,A=0,排除(A)、（B ）)(2)(2)(000P P V i T T R iT T C E V -=-ν=-ν=∆D)( 0 , 0选>∴>E P P ∆4.一定量的理想气体从体积为V 0的初态分别经等温压缩和绝热压缩，使体积变为V 0/2，设等温过程中外界对气体作功为A 1，绝热过程中外界对气体作功为A 2，则( A )(A) A 1＜A 2 (B) A 1＝A 2 (C) A 1＞A 25.一定量的理想气体经历一准静态过程后，内能增加，并对外作功则该过程为：( C )(A)绝热膨胀过程 (B)绝热压缩过程 (C)等压膨胀过程 (D)等压压缩过程 解：对外做功,体积膨胀,排除（B ）、（D ）。
江西理工大学物理化学复习题目(含答案)讲解
物理化学第 1 页共 56 页第 2 页 共 56 页第一章热力学第一定律1． 热力学第一定律U Q W ∆=+只适用于：（A ）单纯状态变化 （B ）相变化（C ）化学变化 （D ）封闭体系的任何变化2． 1mol 单原子理想气体，在300K 时绝热压缩到500K ，则其焓变H ∆约为： 4157J3．关于热和功，下面说法中，不正确的是： （A ）功和热只出现在体系状态变化的过程中，只存在于体系和环境的界面上（B ）只有封闭体系发生的过程中，功和热才有明确的意义（C ）功和热不是能量，而是能量传递的两种形式，可称为被交换的能量（D ）在封闭体系中发生的过程，如果内能不变，则功和热对体系的影响必互相抵消4． 涉及焓的下列说法中正确的是：答案：D（A ）单质的焓值均为零 （B ）在等温过程中焓变为零（C ）在绝热可逆过程中焓变为零 （D ）化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化5． 下列过程中，体系内能变化不为零的是：（A ）不可逆循环过程 （B ）可逆循环过程（C ）两种理想气体的混合过程 （D ）纯液体的真空蒸发过程6． 对于理想气体，下列关系中那个是不正确的？答案：A（A ）0)TU (V =∂∂ （B ） 0)V U (T =∂∂ （C ） 0)P U (T =∂∂ （D ） 0)P H (T =∂∂ 7． 实际气体的节流膨胀过程中，哪一组的描述是正确的？（A ） Q = 0 ；H ∆ ＝0；P ∆< 0 （B ） Q = 0 ；H ∆ ＝ 0；P ∆> 0（C ） Q > 0 ；H ∆ ＝0；P ∆< 0 （D ） Q < 0 ；H ∆ ＝ 0；P ∆< 0第 3 页 共 56 页8． 3mol 的单原子理想气体，从初态T 1＝300 K 、p 1＝100kPa 反抗恒定的外压50kPa 作不可逆膨胀至终态T 2＝300 K 、p 2＝50kPa ，对于这一过程的Q= 3741J 、W= －3741 J 、U ∆= 0 、H ∆= 0 。
大学物理-热力学定律习题思考题及答案13页word文档
第 1 页习题10-1. 如图所示，AB 、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过程，组成一个循环。
若图中EDCE 所包围的面积为J 70，EABE 所包围的面积为J 30，CEA 过程中系统放热J 100，求BED 过程中系统吸热为多少？ 解：由题意可知在整个循环过程中内能不变，图中EDCE 所包围的面积为J 70，则意味着这个过程对外作功为70J ，也就是放热为70J ；EABE 所包围的面积为J 30，则意味着这个过程外界对它作功为30J ，也就是吸热为70J ，所以整个循环中放热是70-30=40J 。
而在这个循环中，AB 、DC 是绝热过程，没有热量的交换，所以如果CEA 过程中系统放热J 100，则BED 过程中系统吸热为100+40=140J 。
10-2. 如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为1S 和2S .（1）如果气体的膨胀过程为a ─1─b ，则气体对外做功多少？（2）如果气体进行a ─2─b ─1─a 的循环过程，则它对外做功又为多少？解：根据作功的定义，在P —V 图形中曲线围成的面积就是气体在这一过程所作的功。
则：（1）如果气体的膨胀过程为a ─1─b ，则气体对外做功为S 1+S 2 。
（2）如果气体进行a ─2─b ─1─a 的循环过程，则它对外做功为：－S 1 。
10-3. 一系统由如图所示的a 状态沿acb 到达b 状态，有334J 热量传入系统，系统做功J 126。
（1）经adb 过程，系统做功J 42，问有多少热量传入系统?（2）当系统由b 状态沿曲线ba 返回状态a 时，外界对系统做功为J 84，试问系统是吸热还是放热？热量传递了多少?解：由acb 过程可求出b 态和a 态的内能之差 Q=ΔE+A ，ΔE=Q -A=334-126=208 Jadb 过程，系统作功A=42 J ， Q=ΔE+A=208+42=250J 系统吸收热量第 2 页ba 过程，外界对系统作功A=-84 J ， Q=ΔE ＋A=-208-84=-292 J 系统放热10-4.温度为25o C 、压强为1atm 的1mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍。
大学物理下(毛峰版)课后习题答案ch11+热力学基础+习题及答案(word文档良心出品)
第11章 热力学基础 习题及答案1、 内能和热量的概念有何不同？下面两种说法是否正确？（1） 物体的温度越高，则热量越多； （2） 物体的温度越高，则内能越大。
答：内能是组成物体的所有分子的动能与势能的总和。
热量是热传递过程中所传递的能量的量度。
内能是状态量，只与状态有关而与过程无关，热量是过程量，与一定过程相对应。
（1） 错。
热量是过程量，单一状态的热量无意义。
（2） 对。
物体的内能与温度有关。
2、V p -图上封闭曲线所包围的面积表示什么?如果该面积越大，是否效率越高? 答：封闭曲线所包围的面积表示循环过程中所做的净功．由于1Q A 净=η，净A 面积越大，效率不一定高，因为η还与吸热1Q 有关． 3、评论下述说法正确与否?(1)功可以完全变成热，但热不能完全变成功；(2)热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体．(3)可逆过程就是能沿反方向进行的过程，不可逆过程就是不能沿反方向进行的过程．答：(1)不正确．有外界的帮助热能够完全变成功；功可以完全变成热，但热不能自动地完全变成功； (2)不正确．热量能自动从高温物体传到低温物体，不能自动地由低温物体传到高温物体．但在外界的帮助下，热量能从低温物体传到高温物体．(3)不正确．一个系统由某一状态出发，经历某一过程达另一状态，如果存在另一过程，它能消除原过程对外界的一切影响而使系统和外界同时都能回到原来的状态，这样的过程就是可逆过程．用任何方法都不能使系统和外界同时恢复原状态的过程是不可逆过程．有些过程虽能沿反方向进行，系统能回到原来的状态，但外界没有同时恢复原状态，还是不可逆过程． 4、用热力学第一定律和第二定律分别证明，在V p -图上一绝热线与一等温线不能有两个交点．题4图解：（1）由热力学第一定律有 A E Q +∆= 若有两个交点a 和b ，则经等温b a →过程有 0111=-=∆A Q E经绝热b a →过程 012=+∆A E 012<-=∆A E从上得出21E E ∆≠∆，这与a ,b 两点的内能变化应该相同矛盾．（2）若两条曲线有两个交点，则组成闭合曲线而构成了一循环过程，这循环过程只有吸热，无放热，且对外做正功，热机效率为%100，违背了热力学第二定律． 5、一循环过程如图所示，试指出： (1)ca bc ab ,,各是什么过程； (2)画出对应的V p -图； (3)该循环是否是正循环?(4)该循环作的功是否等于直角三角形面积?(5)用图中的热量ac bc ab Q Q Q ,,表述其热机效率或致冷系数．题5图 题6图解：(1) a b 是等体过程bc 过程：从图知有KT V =，K 为斜率由vRT pV = 得 KvRp =故bc 过程为等压过程ca 是等温过程(2)V p -图如图(3)该循环是逆循环(4)该循环作的功不等于直角三角形面积，因为直角三角形不是V p -图中的图形．(5) abca bc abQ Q Q Q e -+=6、两个卡诺循环如图所示，它们的循环面积相等，试问： (1)它们吸热和放热的差值是否相同； (2)对外作的净功是否相等； (3)效率是否相同?答：由于卡诺循环曲线所包围的面积相等，系统对外所作的净功相等，也就是吸热和放热的差值相等．但吸热和放热的多少不一定相等，效率也就不相同．7、4.8kg 的氧气在27.0℃时占有1000m³的体积，分别求在等温、等压情况下，将其体积压缩到原来的1/2所需做的功、所吸收的热量以及内能的变化。
江西理工大学 大学物理练习题与答案_张流生
===《大学物理》课程习题册====运动学（一）一、填空：1、已知质点的运动方程：X=2t，Y=（2－t2）（SI制），则t=1s 时质点的位置矢量_________，速度_________，加速度________，第1s 末到第2s末质点的位移____________，平均速度_________。
2、一人从田径运动场的A点出发沿400米的跑道跑了一圈回到A 点，用了1分钟的时间，则在上述时间内其平均速度为__________________。
二、选择：1、以下说法正确的是：（）(A)运动物体的加速度越大，物体的速度也越大。
(B)物体做直线运动前进时，如果物体向前的加速度减小了，则物体前进的速度也减小。
(C)物体加速度的值很大，而物体速度的值可以不变，是不可能的。
(D)在直线运动中且运动方向不发生变化时，位移的量值与路程相等。
2、如图河中有一小船，人在离河面一定高度的岸上通过绳子以匀速度V O拉船靠岸，则船在图示位置处的速率为:（）θ(A)V O(B)V O cosθ(C)V O /cosθ(D)V O tgθ三、计算题1、一质点沿OY轴直线运动，它在t时刻的坐标是：Y=4.5t2－2t3(SI制)求：(1) t=1－2秒内质点的位移和平均速度(2) t=1秒末和2秒末的瞬时速度(3)第2秒内质点所通过的路程(4)第2秒内质点的平均加速度以及t=1秒和2秒的瞬时加速度。
运动学（二）一、填空：1、一质点沿X轴运动，其加速度为a＝4t(SI制)，当t＝0时，物体静止于X＝10m处，则t时刻质点的速度_______________，位置________________。
2、一质点的运动方程为（SI制) ，任意时刻t的切向加速度为__________；法向加速度为____________。
二、选择：1、下列叙述哪一种正确（）在某一时刻物体的(A)速度为零，加速度一定为零。
(B)当加速度和速度方向一致，但加速度量值减小时，速度的值一定增加。
大学物理(下册)习题与答案
大学物理练习册物理教研室遍热力学（一）一、选择题：1、如图所示，当汽缸中的活塞迅速向外移动从而使汽缸膨胀时，气体所经历的过程（A）是平衡过程，它能用P—V图上的一条曲线表示。
（B）不是平衡过程，但它能用P—V图上的一条曲线表示。
（C）不是平衡过程，它不能用P—V图上的一条曲线表示。
（D）是平衡过程，但它不能用P—V图上的一条曲线表示。
[ ]2、在下列各种说法中，哪些是正确的？ [ ]（1）热平衡就是无摩擦的、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）3、设有下列过程： [ ]（1）用活塞缓慢的压缩绝热容器中的理想气体。
（设活塞与器壁无摩擦）（2）用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。
（3）冰溶解为水。
（4）一个不受空气阻力及其它摩擦力作用的单摆的摆动。
其中是逆过程的为（A）（1）、（2）、（4）（B）（1）、（2）、（3）（C）（1）、（3）、（4）（D）（1）、（4）4、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（A）（1）、（2）、（3）（B）（1）、（2）、（4）（C）（2）、（4）（D）（1）、（4）5、在下列说法中，哪些是正确的？ [ ]（1）可逆过程一定是平衡过程。
（2）平衡过程一定是可逆的。
（3）不可逆过程一定是非平衡过程。
（4）非平衡过程一定是不可逆的。
（A）（1）、（4）（B）（2）、（3）（C）（1）、（2）、（3）、（4）（D）（1）、（3）6、置于容器的气体，如果气体各处压强相等，或气体各处温度相同，则这两种情况下气体的状态 [ ]（A）一定都是平衡态。
51大学物理下册(波动(习题课后作业))-江西理工大学
班级_____________ 学号___________姓名________________ 波动(习题课后作业)
1. 传播速度为200m/s, 频率为50Hz 的平面简谐波, 在波线上相距为0.5m 的两点之间的相位差是( D )
(A) π/3 (B) π/6 (C) π/2 (D) π/4
u
x ∆=∆πνϕ2 2. 图为沿X 轴正向传播的平面余弦横波在某一时刻的波形图, 图中P 点距原点1m, 则波长为( C )
(A) 2.75m (B) 2.5m (C) 3m (D) 2.75m Y(cm)
2
)2(62ππλπϕ--=∆=∆x
O P X
3. 一横波沿X 轴负方向传播, 若t 时刻波形曲线如图所示, 在t+T/4时刻原X 轴上的1、2、3三点的振动位移分别是( B )
(A) A 、0、-A (B) -A 、0、A (C) 0、A 、0 (D) 0、-A 、0 Y
0 1 2 3 X
3
4. 两个相干波源S 1和S 2, 相距L=20m, 在相同时刻, 两波源的振动均通过其平衡位置, 但振动的速度方向相反, 设波速u=600m/s, 频率ν=100Hz, 试求在S 1和S 2间的连线上因干涉产生最弱点的所有位置(距S 1的距离).
解:在1s 和2s 连线间任取p 点.如图: m u
6==νλ
πππλπϕϕϕ)12(6
220221212+=--=---=∆k x r r )200(;103≤≤+=∴x k x
)(19,16,13,10,7,4,13;2;1;0m x k =⇒±±±=∴。
大学物理答案第七章热力学基础-习题解答
展望
学习方法建议
多做习题，提高解题能力 和综合分析能力。
加强理论学习，深入理解 热力学的物理意义和数学 表达。
关注学科前沿，了解热力 学在最新科研和技术中的 应用。
THANK YOU
感谢聆听
•·
热力学第一定律是能量守恒定律 在热学中的具体表现，它指出系 统能量的增加等于传入系统的热 量与外界对系统所做的功的和。
功的计算：在封闭系统中，外界 对系统所做的功可以通过热力学 第一定律进行计算，这有助于理 解系统能量的转化和利用。
能量平衡：利用热力学第一定律 ，可以分析系统的能量平衡，判 断系统是否处于热平衡状态。
热力学第二定律
热力学第二定律
描述了热力过程中宏观性质的自然方向性，即不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变 化。
表达式
不可能通过有限个步骤将热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
03
热力学基础习题解答
热力学第一定律的应用
热量计算：通过热力学第一定律 ，可以计算系统吸收或放出的热 量，进而分析系统的能量变化。
热力学第二定律的应用
01
02
热力学第二定律指出，自
•·
发过程总是向着熵增加的
方向进行，即不可逆过程
总是向着宏观状态更混乱
、更无序的方向发展。
03
04
05
熵增加原理：根据热力学 第二定律，孤立系统的熵 永不减少，即自发过程总 是向着熵增加的方向进行 。
热机效率：利用热力学第 二定律，可以分析热机的 效率，探讨如何提高热机 的效率。
100%
制冷机效率的影响因素
制冷机效率受到多种因素的影响 ，如制冷剂的性质、蒸发温度和 冷凝温度、压缩机和冷却剂的流 量等。
大学物理第六章 习题答案
第六章 热力学基础 习题答案一、单选题1-5 DAACD 6-10 ADCDA二、填空题1. 500J; 700J2. 3/2 P 1V 1；03. 1/2； 24．33.3% ； 8.31⨯103J5. 320K ； 4三、计算题1.解：由题意可知：气体经历等压变化，且对外做功为：（1）若气体为单原子分子，即： i=3（2）若气体为双原子分子，即： i=52.解：（1）因为气体为卡诺循环，且高温T 1 = 1000 K ，低温T 2 = 300 K 该循环的效率满足：（2）若低温热源不变，设高温热源温度为T 1，则有：解得： T 1 = 1500 K 即高温热源温度需提高500K（3）若高温热源不变，设低温热源温度为T 2，则有：JT R MV p A 200=∆=∆=μJ A T R i M Q p 50025221==∆+=μJ A T R i M Q p 70027222==∆+=μ%7010003001000112=-=-=T T η%8030011112=-=-=T T T T η%80100010001212=-=-=T T T η解得： T 2 = 200 K 即低温热源温度需降低100K3.解：氦气（1）定容过程，V =常量，W =0 由Q E W =∆+ 知21()623 J V M Q E C T T μ=∆=-=（2）定压过程，P =常量 321() 1.0410 J P M Q C T T μ=-=⨯与（1）相同（3）与（1）相同 （外界对系统做功）4.解：（1）等容过程等温过程（2）等温过程等容过程3=i E ∆J 417=∆-=E Q W 0=Q E ∆J 623-=∆-=E W 0W 1=()()J 5.1246208031.82511211=-⨯⨯⨯=-=∆=∴T T C Mm E Q V 02=∆E ()J 3.20332ln 8027331.812ln d W 2222=⨯+⨯⨯====∴⎰VV RT M m V p Q V V J 3.203321=+=∴W W W J 5.1246=∆E J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q 03=∆E ()J 7.16872ln 2027331.812ln 133=⨯+⨯⨯===∴VV RT M m W Q 04=W()()J 5.1246208031.82511244=-⨯⨯⨯=-=∆=∴T T C Mm E Q V J 7.168743=+=∴W W W J2.29345.12467.168743=+=+=∴Q Q Q J 5.124643=∆+∆=∆E E E。
大学物理下(毛峰版)课后习题答案ch11热力学基础习题及答案
第11章 热力学基础 习题及答案1、 内能和热量的概念有何不同？下面两种说法是否正确？（1） 物体的温度越高，则热量越多； （2） 物体的温度越高，则内能越大。
答：内能是组成物体的所有分子的动能与势能的总和。
热量是热传递过程中所传递的能量的量度。
内能是状态量，只与状态有关而与过程无关，热量是过程量，与一定过程相对应。
（1） 错。
热量是过程量，单一状态的热量无意义。
（2） 对。
物体的内能与温度有关。
2、V p -图上封闭曲线所包围的面积表示什么?如果该面积越大，是否效率越高? 答：封闭曲线所包围的面积表示循环过程中所做的净功．由于1Q A 净=η，净A 面积越大，效率不一定高，因为η还与吸热1Q 有关． 3、评论下述说法正确与否?(1)功可以完全变成热，但热不能完全变成功；(2)热量只能从高温物体传到低温物体，不能从低温物体传到高温物体．(3)可逆过程就是能沿反方向进行的过程，不可逆过程就是不能沿反方向进行的过程．答：(1)不正确．有外界的帮助热能够完全变成功；功可以完全变成热，但热不能自动地完全变成功； (2)不正确．热量能自动从高温物体传到低温物体，不能自动地由低温物体传到高温物体．但在外界的帮助下，热量能从低温物体传到高温物体．(3)不正确．一个系统由某一状态出发，经历某一过程达另一状态，如果存在另一过程，它能消除原过程对外界的一切影响而使系统和外界同时都能回到原来的状态，这样的过程就是可逆过程．用任何方法都不能使系统和外界同时恢复原状态的过程是不可逆过程．有些过程虽能沿反方向进行，系统能回到原来的状态，但外界没有同时恢复原状态，还是不可逆过程． 4、用热力学第一定律和第二定律分别证明，在V p -图上一绝热线与一等温线不能有两个交点．题4图解：（1）由热力学第一定律有 A E Q +∆= 若有两个交点a 和b ，则经等温b a →过程有 0111=-=∆A Q E经绝热b a →过程 012=+∆A E 012<-=∆A E从上得出21E E ∆≠∆，这与a ,b 两点的内能变化应该相同矛盾．（2）若两条曲线有两个交点，则组成闭合曲线而构成了一循环过程，这循环过程只有吸热，无放热，且对外做正功，热机效率为%100，违背了热力学第二定律． 5、一循环过程如图所示，试指出： (1)ca bc ab ,,各是什么过程； (2)画出对应的V p -图； (3)该循环是否是正循环?(4)该循环作的功是否等于直角三角形面积?(5)用图中的热量ac bc ab Q Q Q ,,表述其热机效率或致冷系数．题5图 题6图解：(1) a b 是等体过程bc 过程：从图知有KT V =，K 为斜率由vRT pV = 得 KvRp =故bc 过程为等压过程ca 是等温过程(2)V p -图如图(3)该循环是逆循环(4)该循环作的功不等于直角三角形面积，因为直角三角形不是V p -图中的图形．(5) abca bc abQ Q Q Q e -+=6、两个卡诺循环如图所示，它们的循环面积相等，试问： (1)它们吸热和放热的差值是否相同； (2)对外作的净功是否相等； (3)效率是否相同?答：由于卡诺循环曲线所包围的面积相等，系统对外所作的净功相等，也就是吸热和放热的差值相等．但吸热和放热的多少不一定相等，效率也就不相同．7、4.8kg 的氧气在27.0℃时占有1000m³的体积，分别求在等温、等压情况下，将其体积压缩到原来的1/2所需做的功、所吸收的热量以及内能的变化。
大学物理物理-热力学课后参考答案
m
4 1
Q放
M
CP (T4
T1)
p
2
3
1 Q放 1 T4 T1
p1
Q吸
T3 T2
p2
1
4
0
V
1 2
P2 1 P1 1
T2
T1
1
T1 T2
P1 P2
3 4
P2 1 P1 1
T3
T4
1
T4 T3
P1 P2
1
1
T1
P1 P2
T2
T4
P1 P2
P1 4
VC
VC 4V1
p1
a
c p1/4 b
V1
ca
等稳
W3
P1V1
ln
V1 Vc
P1V1 ln 4
净功
3
W
W1
W2
W3
( 4
ln
4) P1V1
净热
3
Q
W
( 4
ln
4) P1V1
0.636P1V1
三、4
循环效率
算Q1Q2还是算Q1W净
两绝热，算Q只两过程，算W四过程
m 2 3 Q吸 M CP (T3 T2 )
T3
1
1 Q放 Q吸
1 T4 T1 T3 T2
1
P1 P2
Q E W AB过程做功最大 内能增加最多 吸热最多
一、6 C 热二定律
（A）热量不能自发地从低温物体传到 高温物体。
（B）热不能全部变为功而不产生其它影响。 （D）无规则运动的能量不能自发地变为有
规则运动的能量。
一、7 B W图示面积 初终态E 热一比Q
由图 W 0 对外做正功. 由图 PaVa PbVb Ta Tb E 0 Q E W W 0 吸热
江西理工大学大学物理(下)习题册
大学物理（二）习题册物理教研室2020-9-1本习题册适用于《大学物理（二）》课程，请注意保管，按时独立完成！班级____________学号____________姓名__________气体动理论(一)（30）一、填空：1.一定量的理想气体，在保持温度T 不变的情况下，使压强由P 1增大到P 2，则单位体积内分子数的增量为2.一个具有活塞的圆柱形容器中贮有一定量的理想气体，压强为P ，温度为T ，若将活塞压缩并加热气体，使气体的体积减少一半，温度升高到2T ，则气体压强增量为 ，分子平均平动动能增量为 。
3.N 个同种理想气体分子组成的系统处于平衡态，分子速度V 在直角坐标系中用Vx 、Vy 、Vz 表示，按照统计假设可知Vx ＝V y ＝V z ＝4.A 、B 两个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为n A ∶n B ∶=2∶1，而分子的平均平动动能之比为A ε∶B ε＝1∶2，则它们的压强之比A P ∶B P ＝ ．二、选择：1.一定量的理想气体，当其体积变为原来的三倍，而分子的平均平动动能变为原来的6倍时，则压强变为原来的：( )(A)9倍 (B)2倍 (C)3倍 (D)4倍2.氧气和氦气分子的平均平动动能分别为ω1和ω2 ，它们的分子数密度分别为n 1和n 2，若它们的压强不同，但温度相同，则：( ) (A)ω1＝ω2 ，n 1≠n 2 (B)ω1≠ω2 ，n 1＝n 2 (C)ω1≠ω2 ，n 1≠n 2 (D)ω1 ＝ω2 ，n 1＝n 23.一定量的理想气体可以：( )(A)保持压强和温度不变同时减小体积(B)保持体积和温度不变同时增大压强(C)保持体积不变同时增大压强降低温度(D)保持温度不变同时增大体积降低压强三、计算设某理想气体体积为V，压强为P，温度为T，每个分子质量为μ，玻尔兹曼常数为k，求该气体的分子总数。
班级_____________学号____________姓名____________气体动理论(二)（31）一、填空：1.当气体的温度变为原来的4倍时，则方均根速率变为原来的倍。
(完整版)大学物理热学习题附答案
一、选择题1．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：(A) ε和w都相等 (B) ε相等，w 不相等 (C) w 相等，ε不相等 (D) ε和w 都不相等4．在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为：(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35．水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A) 66.7％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 06．两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系：(A) n 不同，(E K /V )不同，ρ不同 (B) n 不同，(E K /V )不同，ρ相同(C) n 相同，(E K /V )相同，ρ不同 (D) n 相同，(E K /V )相同，ρ相同7．一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强8．关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
江西理工大学 大学物理习题册及答案 完整版
o
x
； ；
由相对运动可知： 解得：
2、在倾角为30°的固定光滑斜面上放一质量为M的楔形滑块，其上表面与水平面平行，在其上放一质量为m的小球（如图），M与m间无摩擦，且M=2m，试求小球的加速度及楔形滑块对斜面的作用力。
解：受力分析如图： y
0 x
（1）； （2）； （3）；
（4）； （5）； （6）； （7）
(A)μ≥1/2(B)μ≥(C)μ≥(D)μ≥
三、计算题
1、桌上有一块质量M＝1kg的木板，板上放着一个质量m＝2kg的物体，物体与板之间，板和桌面之间的滑动摩擦系数均为μk＝0.25，静摩擦系数均为μs＝0.30。
二、选择：
1、以下说法正确的是：（D）
(A)运动物体的加速度越大，物体的速度也越大。
(B)物体在直线运动前进时，如果物体向前的加速度减小了，物体前进的速度也减小。
(C)物体加速度的值很大，而物体速度的值可以不变，是不可能的。
(D)在直线运动中且运动方向不发生变化时，位移的量值与路程相等。
2、如图河中有一小船，人在离河面一定高度的岸上通过绳子以匀速度VO拉船靠岸，则船在图示位置处的速率为:（C）
(1)质点的运动轨道方程
(2)写出t=1s和t=2s时刻质点的位矢；并计算这一秒内质点的平均速度；
(3)t=1s和t=2s时刻的速度和加速度；
(4)在什么时刻质点的位矢与其速度恰好垂直？这时，它们的X、Y分量各为多少？y
(5)在什么时刻，质点离原点最近？距离是多少？
解：（1）轨道方程： （
（2）任意时刻t质点的位矢：
质点从xxo到x2xo处所需的时间tmkmakvdtdxdtdvdxkxdtvdtdx二选择题1体重身高相同的甲乙两人分别用双手握住跨过无摩擦轻滑轮的绳子各一端他们由初速为零向上爬经过一定时间甲相对绳子的速率是乙相对绳子速率的两倍则到达顶点情况是a甲先到达b乙先到达c同时到达d不能确定2一质量为m的质点自半径为r的光滑半球形碗口由静止下滑质点在碗内某处的速率为v则质点对该处的压力数值为b3如图所示用一斜向上的力f与水平成30角将一重为的木块压靠竖直壁面上如果不论用怎样大的力f都不能使木块向上运动则说明木块与壁面间的静摩擦系数的大小为三计算题1桌上有一块质量m1kg的木板板上放着一个质量m2kg的物体物体与板之间板和桌面之间的滑动摩擦系数均为k025静摩擦系数均为s030
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
热学(习题课课后作业)
1.一卡诺热机在每次循环过程中都要从温度为400K 的高温热源吸热418J ，向低温热源放热334.4J ，低温热源温度为320k 。
解:由2
2
1211T T Q Q -=-
=η 得 1212T T Q Q = 即K T Q Q T 3201122== 2.1mol 单原子理想气体，在1atm 的恒定压力下温度由0℃加热至100℃时，内能改变量为1247J ；从外界吸热为2078J
解: )(124723
J T R T C E V ===∆∆∆
)(20782
5
J T R T C Q P P ===∆∆
3.一定量的理想气体，从状态(P 0,V 0,T 0)。
开始作绝热膨胀，体积增大到原体积的2倍，则膨胀后气体的温度T ＝21-γT 0；压强P ＝2-γP 0
解: 由 0101T V T V -γ-γ=
得 0101
0001
022T T V V T V V T γ--γ-γ=⋅⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=⋅⎪
⎭
⎫ ⎝⎛=
由 γ
γ=00V P PV
00000002212 P P P V V P V V P γ
-γ
γ
γ
=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛=得
4.图中直线ab 表示一定量理想气体内能E 与体积V 的关系，其延长线通过原点O ，则ab 所代表的热力学过程是：( B )
(A)等温过程 (B)等压过程 (C)绝热过程 (D)等容过程
解: PV i
RT i E 2
2=ν=
常量=∴∝P V E , (选B)
5.如图，一定量的理想气体自同一状态a ，分别经a →b ，a →c ，a →d 三个不同的准静态过程膨胀至体积均为V 2的三个不同状态，已知ac 为绝热线，则：( B )
(A)a →b 必放热 (B)a →b 必吸热 (C)a →d 可能是等温过程
解: ∵绝热线比等温线陡∴a →d 不可能是等温线,否定(C)
考虑正循环abca,在整个循环中,系统对外做净功,
0>-=ca ab A A A . 则系统从外界吸收净热量Q=A>0
2 V
1V
b b
c V
b c V b c V bc V P P R
C T T R R C T T C Q )()()( -=-ν=-ν=
又 0
<∴<bc b c Q P P 又 0
0>->∴>+=bc ab bc ab Q Q Q Q Q 即 a →b 必吸热。
（选B ） 6.如图一定量的理想气体从相同的初态A 分别经准静态过程AB 、AC(绝热过程)及AD 到达温度相同的末态，则气体吸(放)热的情况是：( B )
(A)AB 吸热 AD 吸热 (B)AB 放热 AD 吸热 (C)AB 放热 AD 放热 (D)AB 吸热 AD 放热 解：AD AD AD AC AC AC AB AB AB A E Q A E Q A E Q +=+=+=∆∆∆ , ,
比较曲线下的面积可知，AD AC AB A A A << 而Ｂ，Ｃ，Ｄ处在同一等温线上，即D C B T T T == 所以，A D A C A B T T T T T T -=-=-，AD AC AB E E E ∆∆∆== 于是 AD AC AB Q Q Q <<。
AD Q AB Q Q AD AB AC 过程吸热过程放热绝热,0 ;,0 )( 0 ><∴= 选(B)
7.图为1mol单原子理想气体的循环过程，其中a→b是等压过程，计算：
(1)ab,bc,ca过程中的热量变化
(2)经一循环后的总功
(3)循环效率
解: i=3 C V=3R/2=12.47 J·mol-1·k-1
C P=5R/2=20.78 J·mol-1·k-1
(1) ab是等压过程
由V a/T a=V b/T b得
T b=V b T a/V a=300k
Q ab= ν C P(T b-T a) = 20.78×(300－600)=－6234(J) bc是等体过程
Q bc= ν C V (T c-T b) = 12.47×300=3741(J)
ca是等温过程
Q ca=A ca=RT a ln(V a/V c)=8.31×600×ln2
=3456(J)
(2)A=Q=Q ab+Q bc+Q ca=963(J)
(3)Q1= Q bc+Q ca=7197(J)
Q2=|Q ab|=6234(J)
η=1－Q2/Q1=1－6234/7179=13.4%
或η=A/Q1=963/7197=13.4%
（升）。