一个准静态过程是吸热或是放热的判断方法

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热力学准静态过程是

热力学准静态过程是一种在热力学中经常被使用的过程，它是指系统在时间足够长的情况下，通过缓慢变化使得系统内部的各个参数保持平衡的过程。

本文将从以下几个方面详细介绍热力学准静态过程。

一、热力学准静态过程的定义和特点1.1 定义热力学准静态过程是指系统在缓慢变化时，内部各个参数保持平衡的过程。

在这个过程中，系统内部各个参数发生变化，但是每一步都是经过平衡状态转移而完成的。

1.2 特点（1）缓慢变化：热力学准静态过程中，系统内部各个参数都是以缓慢变化的方式进行调整。

（2）平衡状态：每一个状态都是系统处于平衡状态时达到的。

（3）可逆性：由于每一个状态都是平衡状态，所以整个过程可以看作是可逆过程。

二、热力学准静态过程与实际情况2.1 理论模型与实际情况在理论上，热力学准静态过程可以看作是完全可逆的理想模型。

但是在实际情况中，由于存在各种不可避免的非理想因素，如摩擦、热辐射等，使得热力学准静态过程并不完全可逆。

2.2 实际应用虽然热力学准静态过程并不完全可逆，但是它仍然被广泛应用于各种领域。

例如，在工程中，为了保证系统的稳定性和安全性，通常采用热力学准静态过程进行设计和优化。

三、热力学准静态过程的计算方法3.1 热力学基本方程在热力学中，有三个基本方程：内能方程、焓方程和自由能方程。

这些基本方程可以用来描述系统内部参数随着时间的变化而发生的变化。

3.2 状态方程状态方程是描述气体状态的一组公式。

它可以用来计算气体在不同压力、温度和体积下的物理特性。

3.3 熵变法熵是一个重要的物理量，在热力学中被广泛应用。

通过计算系统内部各个参数随着时间变化而产生的熵变，可以推导出系统内部随着时间变化而发生的各种变化。

四、热力学准静态过程的实验方法4.1 实验装置热力学准静态过程的实验通常需要使用一些特殊的实验装置，例如恒温箱、恒压器等。

4.2 实验步骤在进行热力学准静态过程的实验时，需要按照一定的步骤进行。

通常包括以下几个步骤：（1）设置初始状态：将系统设置为一个已知的初始状态。

大学物理复习题(热学)

1 1 E = ν CV RT = iν RT = iPV 2 2
E
0
V
（10）、设有下列过程 10）、设有下列过程）、（1）用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体。（设无摩擦）用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体。（设无摩擦）。（设无摩擦用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。（2）用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。冰溶解为水。（3）冰溶解为水。一个不受空气阻力及其摩擦力作用的单摆的摆动。（4）一个不受空气阻力及其摩擦力作用的单摆的摆动。其中是可逆过程的是：其中是可逆过程的是：）（1）、（2）、（3）、（4 （A）（1）、（2）、（3）、（4））（1）、（2）、（3 （B）（1）、（2）、（3））（1）、（3）、（4 （C）（1）、（3）、（4））（1）、（4 （D）（1）、（4）（D）
12、如图，一定量的理想气体，由平衡态A 12、如图，一定量的理想气体，由平衡态A变到平衡的理想气体 ),则无论经过什么过程则无论经过什么过程，状态B 状态B（PA=PB),则无论经过什么过程，系统必然对外做正功；（；（B （A）对外做正功；（B）内能增加从外界吸热；（；（D 向外界放热。（C）从外界吸热；（D）向外界放热。 [B]
[ C ]
(C)
N N H2 < O2 N N
f(v)
O2 H2
v
7、理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍，则始、末两态理想气体绝热地向真空自由膨胀，积增大为原来的两倍，则始、的温度Ｔ和始、末两态气体分子的平均自由程λ 的温度Ｔ１与Ｔ２和始、末两态气体分子的平均自由程λ1 、λ2的关系为
30m/s的速度区间内的速度区间内， 6、温度为T时，在方均根速度为 v2＋30m/s的速度区间内，温度为T 则有： H2和O2两种气体分子数占总分子数的百分比相比较，则有：

反应热的判断

反应热的判断
判断一个反应是否为放热反应，可以通过以下几种方法进行：
1.观察温度变化：放热反应会导致反应体系的温度升高，因
为在放热反应中，反应物中的能量被释放出来，转化为热能。

如果观察到反应体系的温度升高，那么这很可能是一个放热反应。

2.检测能量变化：放热反应会伴随着能量的释放，可以通过
测定反应物和生成物之间的能量差来判断反应是否为放热反应。

比如，如果反应物的形成能（化学键的形成）比生成物的形成
能高，那么反应就是一个放热反应。

3.判断反应熵变：放热反应通常会伴随着系统的熵减小，因
为一般来说，放热反应会导致物质分子更趋向于有序状态。

如
果观察到反应的熵减小，那么这很可能是一个放热反应。

需要注意的是，温度变化和能量变化只能提供初步的判断，
而判断反应熵变需要考虑反应物和生成物的分子结构、化学键
的类型等因素。

因此，上述方法只是初步的判断方法，最可靠
的方法还是通过实验测定反应的热学数据，如反应热或焓变。

热力学部分自测题

V 热力学部分一、选择题1、两个相同的容器，一个盛氢气，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等，现将6J 热量传给氦气，使之升高到一定温度。

若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量(A)6J （B)10J (C)10 (D)5J [ ]2、一定量氦气(He)和甲烷(CH 4)，都可视为理想气体，它们分子的平均平动动能相同。

那么它们分子的平均速率之比4:CH H e υυ为(A)1:1 (B)l:4 (C)4:1 (D)1:2 (E)2:1 [ ]3、一定质量的理想气体的内能E 随体积V 的变化关系为一直线(其延长线过E ～V 图的原点)，则此直线表示的过程为：(A)等温过程（B ）等压过程(C)等容过程（D ）绝热过程4、在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍，则(A)温度和压强都提高为原来的2倍。

(B)温度为原来的2倍，压强为原来的4倍。

(C)温度为原来的4倍，压强为原来的2倍。

(D)温度和压强都为原来的4倍。

[ ]5、图示两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子速率分布曲线，(ϕ~)02和(ψ~)H 2分别表示氧气和氢气的最可几速率，则(A)图中a 表示氧气分子的速率分布曲线；(ϕ~)O 2／(ψ~)H 2=4 (B)图中a 表示氧气分子的速率分布曲线；(ϕ~)O ／(ψ~)H 2二1／4 (C)图中b 表示氧气分子的速率分布曲线；(ϕ~)O 2／(ψ~)H 2=1／4 (D)图中b 表示氧气分子的速率分布曲线：(ϕ~)O 2／(ψ~)H 2=4 [ ] 6、质量一定的理想气体，从状态A 出发，分别经历等温、等压和绝热过程(AB 、AC 、AD)，使其体积增加一倍，那么气体温度的改变(绝对值)在(A)绝热过程中最大，等压过程中最小。

(B)绝热过程中最大，等温过程中最小。

(C)等压过程中最大，绝热过程中最小。

(D)等压过程中最大，等温过程中最小。

第13章热力学基础习题及答案

第十三章习题热力学第一定律及其应用1、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。

2、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。

3、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．4、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)5、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．VV答案1、（1）（4）是正确的。

2、是A-B 吸热最多。

3、abc 过程吸热，def 过程放热。

4、P 0/2。

5、等压，等压，等压理想气体的功、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.p (×105 Pa)3 m 3)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．)答案1、3J2、-700J3、124.7 J ，-84.3 J4、500J ；700J5、解：)(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 ．p p p 12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、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 ．4、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 __________．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． BAC DC 'D 'p p-3m 3)p O 3T 0 2T 0 T 0fad b c e(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、500 ； 1004、33.3％； 50％； 66.7％5、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 K6、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1、根据热力学第二定律判断下列说法的正误： (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．（）2、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了___________________________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了________________的过程是不可逆的．3、所谓第二类永动机是指________________________________________，它不可能制成是因为违背了________________________________________．答案1、⨯，⨯，⨯，√2、功变热；热传导3、从单一热源吸热，在循环中不断对外作功的热机；热力学第二定律。

大学物理第八章热力学基础

CV
2019/5/21
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§8.2 热力学第一定律
热力学基础
§8.2.1 热力学第一定律本质：包括热现象在内的能量守恒和转换定律。
E2 E1 W Q (E2 E1) W E W
Q
dQ dE dW
Q
E E2 E1
W
+ 系统吸热内能增加系统对外界做功
系统放热内能减少外界对系统做功
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热力学基础
热力学第一定律适用于任何系统(气液固)的任何过程(非准静态过程也适用),
Q E PdV
热力学第一定律的另一叙述：第一类永动机是不可能制成的。
第一类永动机：Q = 0， E = 0 ，A > 0的机器;
过一系列变化后又回一开始的状态，用W1表示外界对气体做的功，W2表示气体对外界做的功，Q1表示气体吸收的热量，Q2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有（ A ）
A．Q1—Q2=W2—W1 ; B．Q1=Q2
C．W1=W2 ;
D．Q1>Q2
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【例8-4】如图,一个四周绝热的气缸热,力中学基间础有一固定的用导热材料制成的导热板C把气缸分成 A.B 两部分,D是一绝热活塞, A中盛有 1mol He, B中盛有1mol N2, 今外界缓慢地
等压膨胀过程 V2>V1 , A>0 又T2>T1, 即E2-E1>0 ∴Q>0 。气体吸收的热量，一部分用于内能的增加，
一部分用于对外作功；
等压压缩过程 A<0 ， T2<T1, 即E2－E1<0 ∴Q<0 。

准静态压缩有限元验证方法

准静态压缩有限元验证方法
准静态压缩呢，简单说就是一种特殊的压缩过程，速度比较慢，近似于静态。

那有限元又是啥呢？就像是把一个大的东西，分成好多好多小的单元来研究，这样能更精准地分析各种力学情况。

对于准静态压缩有限元的验证方法呀，有一种就是和实验数据对比。

咱做个准静态压缩的实验，得到像应力、应变这些数据。

然后呢，用有限元软件按照相同的条件模拟这个过程，也得出应力应变的数据。

要是这两组数据差不多，那这个有限元模型就很可能是靠谱的。

就像两个人比赛做题，答案差不多，那就说明解题思路可能都是对的呢。

还有一种方法是看网格的收敛性。

网格就像是有限元世界里的小格子。

咱把这个网格画得越来越细，就像把一幅画从很粗糙变得很精细。

如果随着网格越来越细，计算结果越来越稳定，不会乱蹦跶，那这个有限元模型也比较可靠。

这就好比你搭积木，一开始搭得很糙，慢慢搭得很细致，最后搭得很稳当，那就说明你的搭积木方法是对的。

在验证的时候呀，材料的属性也特别重要。

你得把材料的弹性模量、泊松比这些参数搞清楚。

要是材料属性没设置对，就像给一个人穿错了尺码的衣服，整个有限元模型就会变得很奇怪。

比如说，本来是软乎乎的橡胶，你给设置成硬邦邦的钢铁的属性，那模拟出来的准静态压缩结果肯定是错得离谱啦。

边界条件也不能马虎哦。

边界条件就像是给这个准静态压缩过程设定的规则。

是固定一端呢，还是两边都可以动一点点，这都影响着结果。

要是边界条件设错了，就像比赛的时候把规则弄错了，那得出的结果肯定是不对的。

化学反应中的放热与吸热过程

化学反应中的放热与吸热过程在化学反应中，放热与吸热过程是常见的现象。

放热与吸热过程的发生是由于反应的焓变引起的，通过控制反应条件和观察温度变化可以判断反应是放热还是吸热。

一、化学反应中的焓变化学反应中的焓变可以用来描述反应过程中所释放或吸收的热量。

焓变的符号ΔH表示焓变的正负，当ΔH为正时，表示反应是吸热过程，当ΔH为负时，表示反应是放热过程。

二、放热反应放热反应是指在反应过程中释放热量的反应。

在放热反应中，初始状态的反应物含有的化学能转化为产物的化学能和热能。

放热反应常常伴随着温度的升高以及其他副反应的发生。

例如，燃烧反应是一种典型的放热反应。

将燃料与氧气反应时，会有大量的热量释放出来，使得反应过程伴随着火焰的产生和温度的上升。

这是因为燃料与氧气之间发生的反应释放出的热量大于吸收的热量。

三、吸热反应吸热反应是指在反应过程中吸收热量的反应。

在吸热反应中，初始状态的反应物所含的化学能和热能被转化为产物的化学能，从而使得反应过程的温度降低。

例如，溶解某些物质时会吸热。

将固体溶解于溶液中时，固体与溶液之间发生的相互作用需要吸收热量来克服分子间的力，并将固体分解为离子。

这个过程会使得溶液的温度下降。

四、控制反应条件与观察温度变化通过对反应条件的控制以及观察反应过程中的温度变化，可以判断反应是放热还是吸热。

当观察到反应过程中温度升高时，可以判断是放热反应。

这是因为反应释放出的热量大于吸收的热量，导致温度上升。

而当观察到反应过程中温度下降时，可以判断是吸热反应。

这是因为反应需要吸收热量，使得体系的热能减少，从而导致温度下降。

五、总结化学反应中的放热与吸热过程是由焓变引起的。

放热反应释放出热量，导致温度升高，而吸热反应吸收热量，导致温度下降。

通过控制反应条件和观察温度变化，我们可以判断反应是放热还是吸热。

这些过程不仅在化学反应中具有重要的意义，也在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。

对于我们来说，了解化学反应中的放热与吸热过程有助于更好地理解化学反应的基本原理和热力学性质。

第8章热力学习题解答

第8章热力学基础8.1基本要求1.理解准静态过程、功、热量的概念，并掌握功的计算方法。

2.掌握热力学第一定律及其在理想气体各等值过程中的应用。

3.掌握理想气体定体和定压摩尔热容及比热容比的概念及计算方法。

4.理解绝热过程，能熟练地分析、计算理想气体在此过程的功、热量和内能的增量。

5.理解循环过程的基本特征，理解热机循环和致冷循环的物理意义，理解热机效率的计算方法。

掌握卡诺循环及其特点，能熟练地分析、计算卡诺循环的效率。

6.理解热力学第二定律的两种表述及其等效性，了解可逆过程、不可逆过程及卡诺定理。

7.理解热力学第二定律的本质，了解熵的概念和熵增加原理。

8.2基本概念1 准静态过程系统经历的每一个中间状态都无限地接近平衡态的状态变化过程。

2 功热力学系统与外界交换能量的一种方式，准静态过程中系统对外界做的功为21V V V W pdV pdV ==⎰⎰3 热量传热过程中传递的能量，热力学系统与外界交换能量的另一种方式。

4 摩尔热容当一个系统温度升高（或降低）dT 时，吸收（或放出）的热量如果为dQ ，则系统的热容定义为：dQ C dT= 5 定体摩尔热容若1mol 的理想气体在等体过程中温度改变dT 时所传递的热量为V dQ ，则定体摩尔热容为：,2V V m dQ i C R dT ==，等体过程中内能的增量可表示为：21,21()V m E E C T T ν-=- 6 定压摩尔热容若1mol 的理想气体在等压过程中温度改变dT 时传递的热量为p dQ ，则气体的定压摩尔热容为：,pp m dQ C dT =，与定体摩尔热容的关系为,,p m V m C C R =+，等压过程所吸收的热量可表示为：,21()p p m Q C T T ν=-7 比热容比定压摩尔热容,p m C 与定体摩尔热容,V m C 的比值，用γ表示,,2p m V m C i C iγ+== 8 循环过程系统经过一系列的状态变化过程以后又回到原来状态的过程，循环过程的重要特征是内能的增量0E ∆=9 正循环及热机的效率过程进行的方向在p V -图上按顺时针方向进行的循环过程叫正循环，工质作正循环的热机效率为：1221111Q Q Q W Q Q Q η-===- 10 逆循环及致冷机的效率过程进行的方向在p V -图上按逆时针方向进行的循环过程叫逆循环，工质作逆循环的致冷机效率为：2212Q Q e W Q Q ==- 11 可逆和不可逆过程系统逆过程能重复正过程的每一状态且不引起外界任何变化的状态变化过程称为可逆过程，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，可逆过程是从实际过程中抽象出来的一种理想过程。

热力学习题答案

第9章热力学基础一.基本要求1.理解平衡态、准静态过程的概念。

2.掌握内能、功和热量的概念。

3.掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体在各等值过程中及绝热过程中的功、热量和内能的改变量。

4.掌握循环及卡诺循环的概念，能熟练地计算循环及卡诺循环的效率。

5.了解可逆过程与不可逆过程的概念。

6.解热力学第二定律的两种表述，了解两种表述的等价性。

7.理解熵的概念，了解热力学第二定律的统计意义及无序性。

二.内容提要1.内能功热量内能从热力学观点来看，内能是系统的态函数，它由系统的态参量单值决定。

对于理想气体，其内能E仅为温度T的函数，即当温度变化ΔT时，内能的变化功热学中的功与力学中的功在概念上没有差别，但热学中的作功过程必有系统边界的移动。

在热学中，功是过程量，在过程初、末状态相同的情况下，过程不同，系统作的功A也不相同。

系统膨胀作功的一般算式为在p—V图上，系统对外作的功与过程曲线下方的面积等值。

热量热量是系统在热传递过程中传递能量的量度。

热量也是过程量，其大小不仅与过程、的初、末状态有关，而且也与系统所经历的过程有关。

2.热力学第一定律系统从外界吸收的热量，一部分用于增加内能，一部分用于对外作功，即热力学第一定律的微分式为3.热力学第一定律的应用——几种过程的A 、Q 、ΔE 的计算公式（1）等体过程体积不变的过程，其特征是体积V =常量；其过程方程为在等体过程中，系统不对外作功，即0=V A 。

等体过程中系统吸收的热量与系统内能的增量相等，即(2)等压过程压强不变的过程，其特点是压强p =常量；过程方程为在等压过程中，系统对外做的功系统吸收的热量)(12T T C M M Q P mol P -=式中R C C V P +=为等压摩尔热容。

（3）等温过程温度不变的过程，其特点是温度T =常量；其过程方程为pV =常量在等温过程中，系统内能无变化，即（4）绝热过程不与外界交换热量的过程，其特点是dQ=0，其过程方程pV γ=常量在绝热过程中，系统对外做的功等于系统内能的减少，即7.循环过程系统从某一状态出发，经过一系列状态变化后又回到了初始状态的整个变化过程。

10-1 准静态过程功内能和热量

总热量：
Q Q
10-1 准静态过程功内能和热量
10.2
热力学第一定律
第10章热力学定律
10.2.1 热力学第一定律某一过程，系统从外界吸热 Q，对外界做功 A，系统内能从初始态 E1变为 E2，则由能量守恒：
A ΔE Q
内能是状态量， A、 Q是过程量
对微元过程：
Q dE A
热一律的另一种表述：第一类永动机制不成对准静态过程： Q E2 E1

V2
V1
pdV
10.2.2 热容
C
Q
dT
单位：J/mol· K
• 摩尔热容量 C ，
• 比热容 c ，单位：J/kg· K
Q 为过程量
C为过程量
经常用到1摩尔物质在等体过程以及在等压过程中的热容量，称为摩尔定体热容和摩尔定压热容，分别定义为：
CV ,m
i R 2
C P ,m
i2 R 2
2i i
i=3
单原子气体：
双原子气体：多原子气体：
1.67
i=5
i=6
1.40
1.33
用 C
V ,m
CP,mγ值和实验比较，常温下符合很好
t 200 C
CV ,m R 2
P 1.01105 pa
CP ,m R 2
P
A
(PB,VB,TB)
V2
V1
pdV
O
VA
dV
VB
V
说明 δA>0：系统对外做功系统所作的功在数值上等于P-V 图上过程曲线以下的面积。
作功与过程有关。
p 下，气体准静态地由体积 V1 例计算在等压的过程系统对外界所做的功。

《大学物理》热力学基础练习题及答案解析

《大学物理》热力学基础练习题及答案解析一、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、等温和绝热过程的曲线。

V-图和T6、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。

大学物理题库-热力学

大学物理题库-热力学热力学选择题1、在气缸中装有一定质量的理想气体，下面说法正确的是：（）（A）传给它热量，其内能一定改变。

（B）对它做功，其内能一定改变。

（C）它与外界交换热量又交换功，其内能一定改变。

（D）以上说法都不对。

（3分）答案：D2、理想气体在下述过程中吸收热量的是（）（A）等容降压过程（B）等压压缩过程（C）绝热膨胀过程（D）等温膨胀过程（3分）答案：D3、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小分别为S1和S2，二者的关系是（）（A）S1S2（B）S1S2（C）S1=S2（D）不能确定（3分）答案：CPS1S2V4、有两个可逆的卡诺循环，ABCDA和A二者循环线包围的面积相等，如图所示。

1B1C1D1A1，设循环ABCDA的热效率为η，每次循环从高温热源吸收热量Q，循环A1B1C1D1A1的热效率为，每次循环从高温热源吸收热量Q1，则（）（A）1,QQ1（B）1,QQ1（C）1,QQ1（D）1,QQ1（3分）PAA1B1BDD1C1C答案：BV5、一定量的理想气体，分别经历如图所示的abc过程（图中虚线ac为等温线）和def过程（图中虚线df为绝热线）。

试判断这两种过程是吸热还是放热（）（A）abc过程吸热，def过程放热。

（C）abc过程和def过程都吸热。

（B）abc过程放热def过程吸热（D）abc过程和def过程都放热。

PaPdbcVefV（3分）答案：A6、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、内能的增量和对外做得功三者均为负值？()（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分）答案：D7、关于可逆过程，下列说法正确的是（）（A）可逆过程就是可以反向进行的过程。

（B）凡是可以反向进行的过程均为可逆过程。

（C）可逆过程一定是准静态过程。

（D）准静态过程一定是可逆过程。

（3分）答案：C8、下面正确的表述是（）(A)功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。

化学反应的放热与吸热过程

化学反应的放热与吸热过程化学反应是物质间发生的转化过程，会伴随着能量的转变。

在化学反应中，有一部分反应会放热，也就是释放热能，而另一部分反应则会吸热，也就是吸收外界的热能。

这两种过程分别称为放热反应和吸热反应。

本文将从理论和实际应用两个方面来探讨化学反应的放热与吸热过程。

一、放热反应放热反应是指在化学反应中，反应物的化学键断裂产生的能量大于新生成的化学键形成时所释放的能量，导致反应系统释放热能到周围环境中。

放热反应经常伴随着温度的升高、光和声的产生等现象。

放热反应的例子有燃烧反应、酸碱中和反应等。

以燃烧反应为例，当我们将蜡烛点燃时，蜡烛燃烧产生的热量就是一个放热反应。

在这个反应中，蜡烛的主要成分是碳氢化合物，通过与氧气反应生成二氧化碳和水，在这个过程中释放出大量的热能。

放热反应常常具有一定的能量变化，可以用化学反应的焓变（ΔH）来描述。

当焓变为负值时，表示放热反应。

反之，当焓变为正值时，则表示吸热反应。

二、吸热反应吸热反应是指在化学反应中，反应物的化学键断裂产生的能量小于新生成的化学键形成时需要的能量，导致反应系统从周围环境中吸收热能。

吸热反应常常伴随着温度的降低、吸收热量等现象。

吸热反应的例子有物质的溶解、融化等。

以物质溶解为例，当我们将晶体固体放入溶剂中时，晶体与溶剂之间的相互作用会打破晶体的结构，吸收外界热能来克服晶体之间的相互作用力，从而使溶解过程发生。

吸热反应同样可以通过焓变来描述，当焓变为正值时，表示吸热反应。

三、应用与意义化学反应的放热与吸热过程在日常生活和工业生产中具有重要的应用价值。

下面以两个实际应用为例进行说明。

1. 冷冻食品冷冻食品在生产过程中经常利用化学反应的吸热过程。

通过让水变成冰或者让化学反应进行吸热反应，可以将食品中的热量转移到反应系统中，从而使食品温度降低、达到冷冻的效果。

这是因为冷冻食品的制作过程中需要将食品中的水分凝固起来，而凝固的过程需要吸收相应的热量才能发生。

化学能量反应的吸热与放热

化学能量反应的吸热与放热在化学反应中，能量的转化是一个重要的过程。

化学反应可以产生吸热或放热现象，这取决于反应的性质和反应物与生成物之间的化学键的强度。

本文将介绍吸热反应和放热反应的概念、性质以及实际应用。

一、吸热反应吸热反应是指化学反应过程中吸收热量的现象。

在吸热反应中，反应物之间的化学键被破坏，形成新的化学键需要吸收热量。

这个过程会导致反应物的温度升高。

吸热反应的特点是反应物比生成物的能量更高。

1. 实例一个常见的吸热反应是氨氧化反应，化学方程式为：4NH3(g) + 3O2(g) → 2N2(g) + 6H2O(l) ΔH = +1260 kJ在这个反应中，氨气和氧气反应生成氮气和水，同时吸收了1260千焦的热量。

2. 应用吸热反应常常被用于吸热剂或制冷剂的生产中。

吸热剂在温度升高的过程中吸收了周围的热量，从而使周围环境的温度下降。

例如，家用空调中的制冷剂就是通过吸热反应达到降低室内温度的目的。

二、放热反应放热反应是指在化学反应中释放热量的现象。

在放热反应中，反应物之间的化学键形成后，释放出热量。

这个过程会导致反应物的温度下降。

放热反应的特点是反应物比生成物的能量更低。

1. 实例一个常见的放热反应是燃烧反应，例如：C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(l) ΔH = -2220 kJ在这个反应中，丙烷和氧气反应生成二氧化碳和水，同时释放了2220千焦的热量。

2. 应用放热反应常常被用于供暖、发电等领域。

例如，火炉燃烧煤气时会产生大量的热量，用来加热室内空气。

发电厂使用燃烧矿石或化石燃料的放热反应产生蒸汽，驱动涡轮发电机发电。

三、热力学定律与能量转化化学能量反应的吸热与放热现象可以通过热力学定律来解释。

根据第一热力学定律，能量守恒，即在一个封闭系统中，能量的总量不会改变，只能从一种形式转化为另一种形式。

在化学反应中，化学键断裂和形成是能量转化的主要过程。

根据第二热力学定律中的熵增原理，自发反应发生的方向是使系统的熵增加。

5-5 准静态过程热力学第一定律

T2
准静态过程要求过程无限缓慢，因而，准静态过程是一个理想过程，实际系统是非准静态过程。对气体系统，pV图上的一条连续曲线代表了一个准静态过程。
p
动画：气体膨胀的准静态过程
O
气体的等温压缩
V
二气体系统在状态变化过程中所做的功（Work）
p S
l
dl
系统对外界做功将使系统状态发生改变，气体系统在准静态过程所做的功
气体膨胀的准静态过程气体系统在状态变化过程中所做的功work系统对外界做功将使系统状态发生改变气体系统在准静态过程所做的功功在数值上等于过程曲线下的面积功是过程的函数过程量通过传热方式传递能量的量度系统和外界之间存在温差而发生的能量传递等效性
基本概念
热力学系统与热力学过程热力学系统(系统)：指热力学所研究的宏观物体。系统的外界(外界)：能够与所研究的热力学系统发生相互作用的其它物体。分为：孤立系统封闭系统开放系统
W
功在数值上等于过程曲线下的面积
V2
V1
pdV
功是过程的函数
三热量 Q（过程量）通过传热方式传递能量的量度，系统和外界之间存在温差而发生的能量传递 . 功与热量的异同
T1 T2
1）过程量：与过程有关；
T1 Q T2
2）等效性：改变系统热运动状态作用相同； 1卡 = 4.18 J ， 1 J = 0.24 卡
例一定量的理想气体，由平衡态 A 无论经过什么过程，系统必然： A）对外作正功； B）内能增加； C）从外界吸热； D）向外界放热。
P
B ，则
A *
B *
TB TA
答：（ B ）
o V 功和热量都是过程量, 始末状态确定后，不同过程，功和热量是不同的; 而内能是状态量只决定于始末状态, 与过程无关 .

大学物理@热力学第一定律1

热力学能增量
U 2 U1
整个过程系统从外界吸热
m0 i 2 QP U 2 U1 A ( ) R(T2 T1 ) M 2
温度升高相同数值时，等压膨胀过程中吸收的热量比等容过程吸热的热量要多。
一、摩尔热容 C
系统在一个过程中从外界吸热（放热） dQ，温度上升（降低） dT，定义：
•过程方程：
•热力学能、功和热量的变化
m0 i R(T2 T1 ) M 2
p1 p2 T1 T2 •特征：
系统对外界不作功，系统吸收的热量全部用来增加系统的热力学能。
dV 0, A pdV 0
QV U 2 U1
三、等压过程定压摩尔热容
1、等压过程
•特点： •过程曲线：
求：气体分别在这两个不同过程中从外界吸热。解：由理想气体状态方程有
P
P 1V 1 nRT 1 P2V2 nRT2 且P2 2P ，V2 2V1，n 1 1 P2V2 4P 1V 1 4RT 1 RT 2
P2
P1
1
4
2
3
V1 T2 4T1
V2
V
同理可得 T3 T4 2T1
•气体膨胀时，系统对外界作功气体压缩时，外界对系统作功系统对外界所作的 •作功是改变系统热力学能的一种方法 •本质：通过宏观位移来完成的：机械运动→ 功等于pV 图上过分子热运动程曲线下面的面积
O V dV 1
V2
V
功是过程量
P
1 2
P
(P1 ,V1 )
A
V
A2
(P2 ,V2)
V
P
(P1 ,V1 )

11《热力学基础》

11热力学基础11.1准静态过程1. 在P-V图上用一条曲线表示的过程(A) —定是准静态过程。

(B) 不一定是准静态过程。

答案：(A)参考解答：准静态过程是由一系列平衡态组成的过程。

准静态过程中的每一步都是平衡态，只有在平衡态，系统的体积、压强等宏观参量才有确定的数值，才能在P—V 图上表示出来。

因而，在P - V图上用一条曲线表示的过程一定是准静态过程。

选择错误的进入下面的思考题：1.1怎样理解准静态过程？参考解答：准静态过程是系统所经过的中间状态都无限接近于平衡态的那种状态变化过程。

准静态过程是实际过程的近似和抽象，是一种理想化过程。

进入下一题：11.2热力学第一定律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(A) 是A- B.(B) 是A-C.(C) 是A- D.(D) 既是A—B也是A- C,两过程吸热一样多。

答案：(A)参考解答：根据热力学第一定律：Q二E2 -E「A.系统从外界吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外做功之和。

A-D绝热过程Q AD 0, A-B等压过程：在等压过程中，理想气体吸热的一部分用于增加内能，另一部分用于对外作功。

A-C等温过程：在等温过程中，理想气体吸热全部用于对外作功。

而功的大小为P-V图上过程曲线下的面积。

本题显然在三个过程中，A-B等压过程气体不仅吸热量的一部分转换为内能的增量，而且对外作功最大，即吸热量最多。

对于所有错误的选择，给出下面的基本概念：1.1热力学第一定律"一般情况下，当系统的状态发生变化时，系统的内能的改变是做功和传热的共同结果。

实验证明，若系统从外界吸收热量为Q，系统对外界做功为A，系统内能由初始平衡态的E1增至结束时平衡态的E2，则总有下列关系式成立：该式表示：系统从外界吸收的热量等于系统内能的增量和系统对外做功之和。

这一涉及物体内能增量的能量守恒表示式叫热力学第一定律。

中国大学慕课热学2019年章节测试及期末考试答案

内能不变，熵增加．
热力学第二定律表明：摩擦生热的过程是不可逆的；可逆热力学过程一定是准静态过程。
4
单选(3 分) 假设某一循环由等温过程和绝热过程组成，如图所示，则
此循环过程违反热力学第二定律；根据热力学第二定律判定，两条等温线和一条绝热线可以构成一个循环。错
第十周测试
1
单选(3 分)
2
单选(3 分) 一摩尔单原子理想气体从初态（
为气体分子的最概然速率，而表示在速率附近单位速率区间内的气体分子数，若该气
体温度降低，则和发生的变化为 Vp 变小而 np 变大
设代表气体分子运动的平均速率，代表气体分子运动的最概然速率，代表气体分子运动的方均根速率，处于平衡状态下的气体(遵守麦克斯韦速率分布定律)，它们之间的关系为
原来氧分子平均速率的
2
倍。
设某种气体的分子速率分布函数为，则速率在
区间内的分子的平均平动动能
为
拉萨海拔约为的气压为 D.
对
第四章
，设大气温度
，而且处处相同，设海平面的压强为，则拉萨
。（空气的摩尔质量为
，摩尔气体常量
一个高
的容器中，空气中的灰尘微粒达到平衡，在室温下（
。）），容器顶部的灰
尘密度是底部的
1
单选(3 分) 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？等压压缩过程；
2
单选(3 分)
一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由压缩到，分别经历以下三种准静态过程：（1）等压过程；（2）等温过程；（3）绝热过程．其中外界对气体作功最多的过程是
第二周测试
在一密闭容器中，储有 A、B、C 三种理想气体，处于平衡状态．A 种气体的分子数密度为