热力学基础习题课

D：一切自发过程都是不可逆的
解：A不正确，热可以全部转化为功，只是会引起其他变化。 例如等温膨胀时气体吸热全部转化成功，不过体积改变了。
B不正确，热量可以从低温物体传到高温物体，不过外界会有 变化，要有外界做功。
5．对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，
系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于 [ D ]
Q1
T1
Q2 T2 1 Q1 T1 n
二、填空题
1．理想气体 等温 过程中，系统吸收的热量可用P-V上过程曲 线下的面积表示。
2．一定质量的理想气体经压缩后，体积减小为原来的一半，这 个过程可能是绝热、等温或等压过程，如果要使外界做的功最 大，那么，这个过程应该是 绝热 过程。
3．某理想气体在P——V图上其等温线的斜率与绝热线的斜率 之比为0.714，当此理想气体由压强 2105 帕，体积0.5升之状态
第7章 热力学基础 习题课
一、选择题 答案：1、B；2、B；3、B；4、D；5、D；6、D；7、C。
二、填空题
答案：1、等温 ；2、 绝热 ；3、 0.758 105 Pa 60.5 J
4、260 J -280J ； 5、沿反方向进行，可以经过和原来一 样的那些状态，而又重新回到初态，外界未发生任何变化 沿过程反方向进行，不能重复原来所有状态或重新回到初 态而外界不能完全恢复 ； 6、200J 。
绝热膨胀到体积增大一倍时，气体压强为0.758105 Pa，此过
程中所作的功为 60.5 J 。
解： P P 0.714 5 7
VV P1V1 P2V2
7 P2
P1V1 5 V2
W P1V1 P2V2
1
4．如图,一理想气体系统由状态a沿acb到达状态b，有350J的 热量传入系统，而系统做功130J，（1）经过adb过程，系统
6. 一卡诺制冷机，低温热源的温度为300K，高温热源的温度 为450K，每一循环过程从低温热源吸热400J，则每一循环过
程外界必须做功为200 J 。
解： Q2 T2 W T1 T2
三、计算题
1. 一定质量的单原子分子理想气体，开始时处于状态a，体积 为1升，压强为3atm，先作等压膨胀至b态，体积为2升，再作 等温膨胀至c态，体积为3升，最后等体降压到1atm的压强， 求：（1）气体在全过程中内能的改变；（2）气体在全过程 中所作的功和吸收的热量。
A：1/3 B：1/4
C：2/5 D：2/7
解：W PV M RT
M
Q CPT
W R 2 Q CP 7
6．双原子的理想气体做等压膨胀，若气体在膨胀过程中，从
外界吸收的热量为700J，则该气体对外做功为 [ D ]
Ａ：350J B:300J C:250J D:200J
解：Q
M
C P T
M
7 RT 2
700
J Q E W
W 200 J
E
M
CV T
M
5 RT 2
500
J
7．设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，
则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高
温热源吸取的热量的 [ (A) n倍 (B) n-1倍
]C
(C)
1倍
n
(D) n 1 倍
n
解：卡诺循环 1 Q2 1 T2
a
c
a cb Q2 QacQcb Eac QcbEab Qcb
a’ ②
c b 等温压缩 Qcb< 0 Q2 < Q1 O
T
4．根据热力学第二定律可知：
[ D]
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
作功40J，传入系统的热量Q= 260 J （2）当系统由状态b
沿曲线ba返回状态a时，外界对系统作功60J，则系统吸收的
热量Q= 280 J 。
解：Q E W E 350 130 220 J
Q 40 220 260 J
Q 60 220 280 J
5.设在某一过程P中，系统由状态A变为状态B，如果 沿相反方 向进行，可以经过与原来一样的那些中间过程，而重新回到初 态，外界未发生任何变化，则过程P称为可逆过程；如果沿相 反方向进行，不能重复与原来一样的那些中间过程回到初态， 或回到初态而外界不能完全恢复，则过程P称为不可逆过程。
(1)由a等温变化到b；(2)由a等体变化到c，再由c等压变化到b； (3)由a等压变化到d，再由等体变化到b。 p(atm)
解：(1) E 0
2
a
d
Wab
Qab
3. 右图，一定量的理想气体分别由初态a经①过程ab和由初态a
经②过程acb到达相同的终态b，则两个过程中气体从外界吸收
的热量Q1，Q2的关系为： [ B ]
A：Q1<0, Q1>Q2 B：Q1>0, Q1>Q2
p
C：Q1<0, Q1>Q2 D：Q1>0, Q1<Q2
b ①
解： a b 等体降压 Q1 Eab
历acbda
[ B]
(A) -1200J (B) -1000 J (C) -700J (D) 1000J
解：
PV T
C Ta Tb Ea Eb
Q E W
其中：Q 200 J E 0 J WACB Q 200 J
WDA P(VA VD ) 1200 J Q WACB WBD WDA 1000 J
解： （1）等压 Va Vb Ta Tb
Tb
Vb Va
Ta
2Ta
Pa Pb 3 atm
等温 等体
PbVb PcVc
Pc Pd Tc Td
Td
Pc
Vb
Pd Pc
Vc Tc
Pa Ta
2 3
Pb
2
atm
E 0
（2）W
Q
Wab
Wbc
P(Vb
Va ) PV
ln Vc Vb
550
J
2．如图示，1mol氧气，由状态a变化到状态b，试求下列三种情 况下，气体内能的改变、所作的功和吸收的热量：
一、选择题
1. 理想气体经历如图所示的abc平衡过程，则该系统对外做功
W，从外界吸收热量Q和内能的增量△E的正负情况 [ B ]
A：△E＞0，Q＞0，W＜0 B：△E＞0，Q＞0，W＞0
C：△E＞0，Q＜0，W＜0 D：△E＜0，Q＜0，W＞0
P
解：Q=△E+W
bc
a
V
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2．如图，一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J，则经