热学复习题

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研究生考试热力学基础复习题及答案参考

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第9章 热力学基础一、选择题1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法.其中正确的是 [ ] (A) 准静态过程一定是可逆过程 (B) 可逆过程一定是准静态过程 (C) 二者都是理想化的过程(D) 二者实质上是热力学中的同一个概念2. 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3. 有关热量, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 热是一种物质(B) 热能是物质系统的状态参量(C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D) 热传递是改变物质系统内能的一种形式4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 [ ] (A) 功是能量变化的一种量度(B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量(C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样 (D) 系统具有的能量等于系统对外作的功5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 式表示[ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等体过程 (D) 绝热过程6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式表示[ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式0d d =+V p p V 表示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式表示[ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 任意过程9. 热力学第一定律表明:[ ] (A) 系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量(C) 不可能存在这样的循环过程, 在此过程中, 外界对系统所作的功 不等于系统传给外界的热量 (D) 热机的效率不可能等于110. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q = d E +d A .在以下过程中, 这三者同时为正的过程是[ ] (A) 等温膨胀 (B) 等容膨胀 (C) 等压膨胀 (D) 绝热膨胀11. 对理想气体的等压压缩过程,下列表述正确的是[ ] (A) d A >0, d E >0, d Q >0 (B) d A <0, d E <0, d Q <0 (C) d A <0, d E >0, d Q <0 (D) d A = 0, d E = 0, d Q = 012. 功的计算式适用于[ ] (A) 理想气体 (B) 等压过程 (C) 准静态过程 (D) 任何过程13. 一定量的理想气体从状态),(V p 出发, 到达另一状态)2,(Vp . 一次是等温压缩到2V , 外界作功A ;另一次为绝热压缩到2V, 外界作功W .比较这两个功值的大小是 [ ] (A) A >W (B) A = W (C) A <W (D) 条件不够,不能比较14. 1mol 理想气体从初态(T 1、p 1、V 1 )等温压缩到体积V 2, 外界对气体所作的功为 [ ] (A) 121lnV V RT (B) 211ln V VRT (C) )(121V V p - (D) 1122V p V p -15. 如果∆W 表示气体等温压缩至给定体积所作的功, ∆Q 表示在此过程中气体吸收的热量, ∆A 表示气体绝热膨胀回到它原有体积所作的功, 则整个过程中气体内能的变化为 [ ] (A) ∆W +∆Q -∆A (B) ∆Q -∆W -∆A (C) ∆A -∆W -∆Q (D) ∆Q +∆A -∆W16. 理想气体内能增量的表示式T C E V ∆=∆ν适用于[ ] (A) 等体过程 (B) 等压过程 (C) 绝热过程 (D) 任何过程17. 刚性双原子分子气体的定压比热与定体比热之比在高温时为[ ] (A) 1.0 (B) 1.2 (C) 1.3 (D) 1.418. 公式R C C V p +=在什么条件下成立?[ ] (A) 气体的质量为1 kg (B) 气体的压强不太高 (C) 气体的温度不太低 (D) 理想气体19. 同一种气体的定压摩尔热容大于定体摩尔热容, 其原因是 [ ] (A) 膨胀系数不同 (B) 温度不同(C) 气体膨胀需要作功 (D) 分子引力不同20. 摩尔数相同的两种理想气体, 一种是单原子分子气体, 另一种是双原子分子气体, 从同一状态开始经等体升压到原来压强的两倍.在此过程中, 两气体 [ ] (A) 从外界吸热和内能的增量均相同 (B) 从外界吸热和内能的增量均不相同 (C) 从外界吸热相同, 内能的增量不相同 (D) 从外界吸热不同, 内能的增量相同21. 两气缸装有同样的理想气体, 初态相同.经等体过程后, 其中一缸气体的压强变为原来的两倍, 另一缸气体的温度也变为原来的两倍.在此过程中, 两气体从外界吸热 [ ] (A) 相同 (B) 不相同, 前一种情况吸热多 (C) 不相同, 后一种情况吸热较多 (D) 吸热多少无法判断22. 摩尔数相同的理想气体H 2和He, 从同一初态开始经等压膨胀到体积增大一倍时 [ ] (A) H 2对外作的功大于He 对外作的功 (B) H 2对外作的功小于He 对外作的功 (C) H 2的吸热大于He 的吸热 (D) H 2的吸热小于He 的吸热23. 摩尔数相同的两种理想气体, 一种是单原子分子, 另一种是双原子分子, 从同一状态开始经等压膨胀到原体积的两倍.在此过程中, 两气体 [ ] (A) 对外作功和从外界吸热均相同 (B) 对外作功和从外界吸热均不相同 (C) 对外作功相同, 从外界吸热不同 (D) 对外作功不同, 从外界吸热相同24. 摩尔数相同但分子自由度不同的两种理想气体从同一初态开始作等温膨胀, 若膨胀后体积相同, 则两气体在此过程中 [ ] (A) 对外作功相同, 吸热不同 (B) 对外作功不同, 吸热相同 (C) 对外作功和吸热均相同 (D) 对外作功和吸热均不相同25. 两气缸装有同样的理想气体, 初始状态相同.等温膨胀后, 其中一气缸的体积膨胀为原来的两倍, 另一气缸内气体的压强减小到原来的一半.在其变化过程中, 两气体对外作功[ ] (A) 相同 (B) 不相同, 前一种情况作功较大 (C) 不相同, 后一种情况作功较大 (D) 作功大小无法判断26. 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),对外作的功为 [ ] (A))(12T T C MV -μ(B))(12T T C Mp -μ(C) )(12T T C MV --μ(D) )(12T T C Mp --μ27. 在273K 和一个1atm 下的单原子分子理想气体占有体积22.4升.将此气体绝热压缩至体积为16.8升, 需要作多少功?[ ] (A) 330 J (B) 680 J (C) 719 J (D) 223 J28. 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29. 如果使系统从初态变到位于同一绝热线上的另一终态则 [ ] (A) 系统的总内能不变(B) 联结这两态有许多绝热路径 (C) 联结这两态只可能有一个绝热路径 (D) 由于没有热量的传递, 所以没有作功30. 一定量的理想气体, 从同一状态出发, 经绝热压缩和等温压缩达到相同体积时, 绝热压缩比等温压缩的终态压强[ ] (A) 较高 (B) 较低 (C) 相等 (D) 无法比较31. 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.如果要使外界所作的机械功为最大, 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32. 视为理想气体的0.04 kg 的氦气(原子量为4), 温度由290K 升为300K .若在升温过程中对外膨胀作功831 J, 则此过程是[ ] (A) 等体过程 (B) 等压过程(C) 绝热过程 (D) 等体过程和等压过程均可能33. 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34. 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 .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) 对外界作功35. 提高实际热机的效率, 下面几种设想中不可行的是 [ ] (A) 采用摩尔热容量较大的气体作工作物质 (B) 提高高温热源的温度 (C) 使循环尽量接近卡诺循环(D) 力求减少热损失、摩擦等不可逆因素36. 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作功 (C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外作功 (D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外作功37. 关于热运动规律,下列说法中唯一正确的是 [ ] (A) 任何热机的效率均可表示为吸Q A =η (B) 任何可逆热机的效率均可表示为高低T T -=1η (C) 一条等温线与一条绝热线可以相交两次(D) 两条绝热线与一条等温线可以构成一个循环38. 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作的净功一定大于039. 在功与热的转变过程中, 下面说法中正确的是 [ ] (A) 可逆卡诺机的效率最高, 但恒小于1(B) 可逆卡诺机的效率最高, 可达到1(C) 功可以全部变为热量, 而热量不能全部变为功 (D) 绝热过程对外作功, 系统的内能必增加40. 两个恒温热源的温度分别为T 和t , 如果T >t , 则在这两个热源之间进行的卡诺循环热机的效率为 [ ] (A)t T T - (B) t t T - (C) T t T - (D) TtT +41. 对于热传递, 下列叙述中正确的是 [ ] (A) 热量不能从低温物体向高温物体传递 (B) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的(C) 热传递的不可逆性不同于热功转换的不可逆性(D) 理想气体等温膨胀时本身内能不变, 所以该过程也不会传热42. 根据热力学第二定律可知, 下列说法中唯一正确的是 [ ] (A) 功可以全部转换为热, 但热不能全部转换为功(B) 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 (C) 不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程 (D) 一切自发过程都是不可逆过程43. 根据热力学第二定律判断, 下列哪种说法是正确的[ ] (A) 热量能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 (B) 功可以全部变为热, 但热不能全部变为功 (C) 气体能够自由膨胀, 但不能自由压缩(D) 有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量, 但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量44. 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作的功 (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45. “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作功.”对此说法, 有以下几种评论, 哪一种是正确的?[ ] (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46. 有人设计了一台卡诺热机(可逆的).每循环一次可从400K 的高温热源吸收1800J 的热量, 向300K 的低温热源放热800J, 同时对外作功1000J .这样的设计是 [ ] (A) 可以的, 符合热力学第一定律 (B) 可以的, 符合热力学第二定律(C) 不行的, 卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量 (D) 不行的, 这个热机的效率超过了理论值47. 1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B, 如果变化过程不知道, 但A 、B 两态的压强、温度、体积都知道, 则可求出[ ] (A) 气体所作的功 (B) 气体内能的变化(C) 气体传给外界的热量 (D) 气体的质量48. 如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda 增大为da c b a '',那么循环abcda 与da c b a ''所作的功和热机效率变化情况是:[ ] (A) 净功增大,效率提高(B) 净功增大,效率降低 (C) 净功和效率都不变 (D) 净功增大,效率不变49. 用两种方法: 使高温热源的温度T 1升高△T ;使低温热源的温度T 2降低同样的△T 值;分别可使卡诺循环的效率升高1η∆和 2η∆,两者相比:[ ] (A) 1η∆>2η∆ (B) 2η∆>1η∆(C) 1η∆=2η∆ (D) 无法确定哪个大50. 下面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. [ ]51. 在T9-1-51图中,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作功与吸收热量的情况是:[ ] (A) I a II 过程放热,作负功;I b II 过程放热,作负功(B) I a II 过程吸热,作负功;I b II 过程放热,作负功 (C) I a II 过程吸热,作正功;I b II 过程吸热,作负功(D) I a II 过程放热,作正功;I b II 过程吸热,作正功52. 给定理想气体,从标准状态(p 0,V 0,T 0)开始作绝热膨胀,体积增大到3倍.膨胀后温度T 、压强p 与标准状态时T 0、p 0之关系为(γ 为比热比) [ ] (A) 01)31(T T -=γ, 0)31(p p γ= (B) 0)31(T T γ=,01)31(p p -=γ (C) 0)31(T T γ-=,01)31(p p -=γ (D) 01)31(T T -=γ,0)31(p p γ-=53. 甲说:“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1.”乙说:“热力学第二定律可表述为效率等于 100%的热机不可能制造成功.”丙说:“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于)1(12T T -.”丁说:“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于)1(12T T -.”对以上说法,有如下几种评论,哪种是正确的? [ ] (A) 甲、乙、丙、丁全对 (B) 甲、乙、丙、丁全错(C) 甲、乙、丁对,丙错 (D) 乙、丁对,甲、丙错54. 某理想气体分别进行了如T9-1-54图所示的两个卡诺循环:(D)(C)(A)(B)T9-1-51图I(abcda )和II(a'b'c'd'a'),且两个循环曲线所围面积相等.设循环I 的效率为η,每次循环在高温热源处吸的热量为Q ,循环II 的效率为η',每次循环在高温热源处吸的热量为Q ',则[ ] (A) Q Q '<'<,ηη (B) Q Q '>'<,ηη(C) Q Q '<'>,ηη (D) Q Q '>'>,ηη55. 两个完全相同的气缸内盛有同种气体,设其初始状态相同.今使它们分别作绝热压缩至相同的体积,其中气缸1内的压缩过程是非准静态过程,而气缸2内的压缩过程则是准静态过程.比较这两种情况的温度变化:[ ] (A) 气缸1和气缸2内气体的温度变化相同 (B) 气缸1内的气体较气缸2内的气体的温度变化大(C) 气缸1内的气体较气缸2内的气体的温度变化小 (D) 气缸1和气缸2内的气体的温度无变化二、填空题1. 不等量的氢气和氦气从相同的初态作等压膨胀, 体积变为原来的两倍.在这过程中, 氢气和氦气对外作的功之比为 .2. 1mol 的单原子分子理想气体, 在1atm 的恒定压力下从273K 加热到373K, 气体的内能改变了 .3. 各为1摩尔的氢气和氦气, 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 . 4. 两个相同的容器, 一个装氢气, 一个装氦气(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, 使之温度升高.若使氢气也升高同样的温度, 则应向氢气传递的热量为 .5. 1摩尔的单原子分子理想气体, 在1个大气压的恒定压力作用下从273K 加热到373K, 此过程中气体作的功为 .6. 273K 和一个1atm 下的单原子分子理想气体占有体积22.4升.此气体等温压缩至体积为16.8升的过程中需作的功为 .7. 一定量气体作卡诺循环, 在一个循环中, 从热源吸热1000 J, 对外作功300 J . 若冷凝器的温度为7︒C, 则热源的温度为 .8. 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1S 和2S ,则二者的大小关系是 .9. 一卡诺机(可逆的),低温热源的温度为C 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 .T9-2-8图10. 一个作可逆卡诺循环的热机,其效率为η,它的逆过程的致冷系数212T T T w -=,则η与w 的关系为 .11. 1mol 理想气体(设V P C C =γ为已知)的循环过程如T -V 图所示,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 .12. 一定量的理想气体,从A 状态),2(11V p 经历如T9-2-12图所示的直线过程变到B 状态),(11V p ,则AB 过程中系统作功___________, 内能改变△E =_________________.13. 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 .14. 有ν摩尔理想气体,作如T9-2-14图所示的循环过程abca ,其中acb 为半圆弧,b -a 为等压过程,a c p p 2=,在此循环过程中气体净吸热量为Q νC p )(a b T T -(填入:> , <或=).15. 一定量的理想气体经历acb 过程时吸热550 J .则经历acbea 过程时,吸热为 .16. 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: 等压过程; 等温过程;● 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.17. 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T9-2-17图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;T 12TT9-2-11图2p 11T9-2-12图p pT9-2-14图533m 10-T9-2-15图12(2) 气体的内能减少的是__________过程.18. 如T9-2-18图所示,已知图中两部分的面积分别为S 1和S 2. 如果气体的膨胀过程为a →1→b ,则气体对外做功W =________; 如果气体进行a →1→b →2→a 的循环过程,则它对外做功W =_______________.19. 如T9-2-19图所示,一定量的理想气体经历c b a →→过程,在此过程中气体从外界吸收热量Q ,系统内能变化E ∆.则Q 和E ∆ >0或<0或= 0的情况是:Q _________, ∆E __________.20. 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 . 21. 一能量为1012 eV 的宇宙射线粒子,射入一氖管中,氖管内充有 0.1 mol 的氖气,若宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收,则氖气温度升高了_________________K .(1 eV =1.60×10-19J ,普适气体常量R =8.31 J/(mol ⋅K))22. 有一卡诺热机,用29kg 空气作为工作物质,工作在27℃的高温热源与-73℃的低温热源之间,此热机的效率η=______________.若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到2.718倍,则此热机每一循环所作的功为_________________.(空气的摩尔质量为29×10-3 kg ⋅mol -1,普适气体常量R =8.3111K mol J --⋅⋅)23. 一气体分子的质量可以根据该气体的定体比热来计算.氩气的定体比热c V =0.314 k J ·kg -1·K -1,则氩原子的质量m =_____ _____.T9-2-18图T9-2-19图三、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,然后经图示直线过程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. 1 mol 的理想气体,完成了由两个等容过程和两个等压 过程构成的循环过程(如T9-3-2图),已知状态1的温度为1T , 状态3的温度为3T ,且状态2和4在同一等温线上.试求 气体在这一循环过程中作的功.3. 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,其每次循环对外作净功8000J .今维持低温热源的温度不变,提高高温热源的温度,使其每次循环对外作净功10000J .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.4. 某种单原子分子的理想气体作卡诺循环,已知循环效率%20=η,试问气体在绝热膨胀时,气体体积增大到原来的几倍?5. 1mol 双原子分子理想气体作如T9-3-5图所示的可逆循环过程,其中1-2为直线,2-3为绝热线,3-1为等温线.已知13128,2V V T T ==,试求:(1) 各过程的功,内能增量和传递的热量;(用1T 和已知常数表示) (2) 此循环的效率η.(注:循环效率1A =η,A 为每一循环过程气体对外所作的功,1Q 为每一循环过程气体吸收的热量)1p VT9-3-1图T9-3-2图123T9-3-5图6. 如T9-3-6图所示,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 3.35×105 J·kg -1,普适气体常量 R= 8.31J·mol -1·K -1)7. 比热容比 1.40的理想气体,进行如T9-3-7图所示的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、气体所作的功和气体内能的增量;(3) 求循环效率.8. 一台冰箱工作时,其冷冻室中的温度为-10℃,室温为15℃.若按理想卡诺致冷循环计算,则此致冷机每消耗的功,可以从冷冻室中吸出多少热量?9. 一可逆卡诺热机低温热源的温度为7.0℃,效率为40%;若要将其效率提高50%,则高温热源温度需提高几度?10. 绝热容器中有一定量的气体,初始压强和体积分别为和.用一根通有电流的电阻丝对它加热(设电阻不随温度改变).在加热的电流和时间都相同的条件下,第一次保持体积不变,压强变为;第二次保持压强不变,而体积变为.不计电阻丝的热容量,求该气体的比热容比.11. 空气中的声速的表达式为,其中ρ是气体密度,是体弹性模量,满足关系式.就下列两种情况计算其声速: (1) 假定声波传播时空气的压缩和膨胀过程是一个等温过程(即等温声速模型,亦称为牛顿模型);(2) 假定声波传播时空气的压缩和膨胀过程是一个绝热过程(即绝热声速模型); 比较这两个结果你得出什么结论?(设空气中只有氮气)12. 某热机循环从高温热源获得热量Q H ,并把热量Q L 排给低温热源.设高、低温热源的温度分别为T H =2000K 和T L =300K ,试确定在下列条件下热机是可逆、不可逆或不可能存在的.(1) Q H =1000J ,A =900J ;(2) Q H =2000J ,Q L =300J ;(3) A =1500J ,Q L =500J .13. 研究动力循环和制冷循环是热力学的重要应用之一.内燃机以气缸内燃烧的气体为工质.对于四冲程火花塞点燃式汽油发动机来说,它的理想循环是定体加热循环,称为奥托循环(Otto cycle ).而对于四冲程压=λ=γJ 1020p 0V 0V 1p 0p 1V u κρ=κVp Vκ∆∆=-IT9-3-6图 I IT9-3-7图2)(m 3V 6Pa)10(2⨯p a 2b c O 4134燃式柴油机来说,它的理想循环是定压加热循环,称为狄塞耳循环(Diesel cycle ).如T9-3-13图所示,往复式内燃机的奥托循环经历了以下四个冲程:(1)吸气冲程(0→1):当活塞由上止点T 向下止点B 运时,进气阀打开,在大气压力下吸入汽油蒸气和空气的混合气体.(2)压缩冲程:进气阀关闭,活塞向左运行,混合气体被绝热压缩(1→2);活塞移动T 点时,混合气体被电火花点燃迅速燃烧,可以认为是定体加热过程(2→3),吸收热量.(3)动力冲程:燃烧气体绝热膨胀,推动活塞对外作功(3→4);然后,气体在定体条件下降压(4→1),放出热量.(4)排气冲程:活塞向左运行,残余气体从排气阀排出.假定内燃机中的工质是理想气体并保持定量,试求上述奥托循环1→2→3→4→1的效率.14. 绝热壁包围的气缸被一绝热的活塞分成A ,B 两室,活塞在气缸内可无摩擦自由滑动,每室内部有1摩尔的理想气体,定容热容量.开始时,气体都处在平衡态.现在对A 室加热,直到A 中压强变为2为止.(1) 加热结束后,B 室中气体的温度和体积? (2) 求加热之后,A 、B 室中气体的体积和温度; (3) 在这过程中A 室中的气体作了多少功? (4) 加热器传给A 室的热量多少?15. 如T9-3-15图所示,器壁与活塞均绝热的容器中间被一隔板等分为两部分,其中右边贮有1摩尔处于标准状态的氦气(可视为理想气体),左边为真空.现先把隔板拉开,待气体平衡后,再缓慢向右推动活塞,把气体压缩到原来的体积.求氦气的温度改变量.16. 如T9-3-15图所示,一固定绝热隔板将某种理想气体分成A 、B 两部分,B 的外侧是可动活塞.开始时A 、B 两部分的温度T 、体积V 、压强p 均相同,并与大气压强相平衡.现对A 、B 两部分气体缓慢地加热,当对A 和B 给予相等的热量Q 以后,A 室中气体的温度升高度数与B 室中气体的温度升高度数之比为7:5.(1) 求该气体的定体摩尔热容C V 和定压摩尔热容C p ; (2) B 室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功?17. 有两个全同的物体,其内能为为常数),初始时两物体的温度分别为.现以两物体分别为高、低温热源驱动一卡诺热机运行,最后两物体达到一共同温度.求(1);(2)求卡诺热机所作的功.18. 温度为25℃、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.(普适气体常量R =8.31 ,ln 3=1.0986)(1) 计算这个过程中气体对外所作的功;(2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍,那么气体对外作的功又是多少?19. 图T9-3-19为一循环过程的T -V 曲线.该循环的工质为的理想气体,其中和均已知且为常量.已知a 点的温度为,体积为V 1,b 点的体积为V 2,ca 为绝热过程.求:1Q 2Q ηR c V 25=),,(000T V p 0p (u CT C =21T T 、f T f T 1--⋅⋅K mol J 1mol μV C γ1TT9-3-15图He空真T9-3-17图AB。

热力学复习题77782

热力学复习题77782

热力学复习题1基本概念表压力或真空度为什么不能当作工质的压力?工质的压力不变化,测量它的压力表或真空表的读数是否会变化?解:作为工质状态参数的压力是绝对压力,测得的表压力或真空度都是工质的绝对压力与大气压力的相对值,因此不能作为工质的压力;因为测得的是工质绝对压力与大气压力的相对值,即使工质的压力不变,当大气压力改变时也会引起压力表或真空表读数的变化。

试判断下列叙述是否正确,说明理由。

1)平衡态是系统的热力状态参数不随时间变化的状态。

2)不可逆的热力过程是指工质逆过程无法恢复到初始状态的过程。

3)由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程,故从本质上说属于可逆过程。

4)工质发生热量交换,状态参数中只有一个参数必然要发生变化,这个参数就是温度。

5)任何可逆过程都是准静态过程。

6)封闭系统是指系统内的工质不发生宏观位移的那些系统有人说,不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程。

这种说法对吗?5.铁棒一端浸入冰水混合物中,另一端浸入沸水中,经过一段时间,铁棒各点温度保持恒定,试问,铁棒是否处于平衡状态?6.知道两个参数就可以确定气体的状态,从而可决定其它参数,例如,已知压力和比容就可确定内能和焓,但理想气体的内能和焓只决定于温度,与压力、比容无关,前后是否矛盾,如何理解?理想气体的性质混合气体处于平衡状态时,各组成气体的温度是否相同,分压力是否相同。

将空气视为理想气体,若已知u ,h ,或u ,T ,能否确定它的状态?为什么? 气体的比热与过程特征有关,为什么还称c p 、c v 为状态参数?是非题1.当某一过程完成后,如系统能沿原路线反向进行回复到初态,则上述过程称为可逆过程。

( )2.只有可逆过程才能在p-v 图上描述过程进行轨迹。

( )3.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。

( )5.梅耶公式v p C C =R 也能适用于实际气体。

( )6.混合气体中容积成分较大的组分,则其摩尔成分也较大。

大学物理复习题(热学)

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:

第1页共9页热学复习习题集一判断题146两容器分别贮有氧气和

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第1页共9页《热学》复习习题集一、判断题1.两容器分别贮有氧气和第 1 页共 9 页《热学》复习习题集一、判断题1.两容器分别贮有氧气和氢气~由于它们的压强、温度、体积都相同~则两瓶气体内分子速率分布也一定相同。

, ,2.绝对温度是分子热运动剧烈程度的量度。

, ,3.互为热平衡的物体之间具有相同的热量。

, ,1dp,,4.相对压强系数的定义是。

( ) ,,,V,,pdT,,V5.可以使得华氏温标与摄氏温标的读数恰好相等。

, ,6.若系统与外界没有热流存在~则一定处在平衡态。

, ,7.加速器中粒子的温度随速度的增加而升高。

, ,8.器壁分子与气体分子间的吸引力对气体压强不作贡献。

, ,9.布朗运动不仅能说明分子无规则运动~更能说明热运动所必然有的涨落现象。

( )10.系统经一个正循环后~系统本身没有变化。

, , 11.气体的热容量只是温度的单值函数~与气体体积无关。

( ) 12.分子的内能仅仅是温度的单值函数~与体积无关。

, , 13.压强不变时~温度越高~分子的平均碰撞频率越大。

( ) 14.任何没有体积变化的过程就一定不对外作功。

, , 15.麦克斯韦速率分布律是理想气体在平衡态时存在的规律。

, , 16.理想气体等温膨胀~从单一热源吸热全部转化为对外作功。

, , 17.理想气体的绝热节流过程前后焓值不变。

, , 18.理想气体的绝热节流过程中焓值不变。

, , 19.气体经绝热节流过程温度一定会降低。

, , 20.杜瓦瓶制成的理论根据是在温度一定的条件下~超高真空气体单位时间内在单位面积上所传递的热量与压强成正比。

, ,21.状态图上过程线与横轴及两条垂直于横轴的直线所包围图形的面积的意义为在该过程中系统与外界所作功交换的数值。

( )22.第二类永动机违反了热力学第一定律。

, , 23.第二类永动机违背了热力学第二定律的开尔文表述。

, , 24.第二类永动机违背了热力学第二定律的克劳修斯表述。

第1章化学热力学基础复习题

第1章化学热力学基础复习题

化学热力学基础复习题一、是非题下列各题的叙述是否正确?正确的在题后括号内画“Ö”,错误的画“´”1 在定温定压下,CO2由饱和液体转变为饱和蒸气,因温度不变,CO2的热力学能和焓也不变。

( )1答:´2 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓在量值上等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。

()2答: Ö p423 稳定态单质的D f H m(800K)=0 。

( )3答: Ö4 d U=nC v,m d T公式对一定量的理想气体的任何pVT过程都适用。

( )实用文档4答: Ö p325 系统处于热力学平衡态时,其所有的宏观性质都不随时间而变。

()实用文档5答:Ö6 若系统的所有宏观性质均不随时间而变,则该系统一定处于平衡态。

()6答: Ö7 隔离系统的热力学能是守恒的。

()7答:Ö8隔离系统的熵是守恒的。

()8答:´9 一定量理想气体的熵只是温度的函数。

()9答:´10 绝热过程都是定熵过程。

()10答:´11 一个系统从始态到终态,只有进行可逆过程才有熵变。

()实用文档11答:´12 系统从同一始态出发,经绝热不可逆过程到达的终态,若经绝热可逆过程,则一定达不到此终态。

(实用文档)12答: Ö13 热力学第二定律的克劳修斯说法是:热从低温物体传到高温物体是不可能的。

()13答:´p5114 系统经历一个不可逆循环过程,其熵变> 0。

()14答:´p5115 系统由状态1经定温、定压过程变化到状态2,非体积功W’<0,且有W’>D G和D G <0,则此状态变化一定能发生。

()15答: Ö16 绝热不可逆膨胀过程中D S >0,则其相反的过程即绝热不可逆压缩过程中D S <0。

()16答:´实用文档17 临界温度是气体加压液化所允许的最高温度。

热学复习专题 练习

热学复习专题 练习

《内能》一、选择题1、(2015•佛山)关于热现象的说法正确的是A、冰熔化成水需要放出热量B、不同的物质比热容一般不同C、水结成冰需要吸收热量D、热传递不能改变物质的内能15.(2015•邵阳)生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害。

这主要是因为水的A.质量较小B.凝固点较低C.沸点较高D.比热容较大12.(2015•邵阳) “宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”。

人们能闻到梅花香味是因为A.分子很小B.分子间存在引力C.分子在不停地做无规则运动D.分子间存在斥力5.(3分)(2015•攀枝花)下列现象与分子热运动有关的是()A.春天,百鸟争鸣B.夏天,波光粼粼C.秋天,丹桂飘香D.冬天,大雪纷飞6.(2分)(2015•青海)关于物体的内能,下列说法正确的是()A.温度为0℃的物体没有内能B.做功可以改变物体的内能C.物体的内能增加,一定是温度升高了D.温度相同的1kg水和1g水,内能相同4. (2015•通辽)关于温度、内能和热量的说法错误的是A. 0 ℃的冰也具有内能B. 物体放出热量,温度不一定降低C. 物体对外做功,内能可能减小D. 温度高的物体,内能一定大9、(2015•赤峰)下列说法正确的是()A、物体吸收热量,内能一定增加,温度一定升高B、温度高的物体分子运动剧烈,具有的热量多C、夏日,在阳光照射下地面温度高于海水表面温度,因为水的比热容较大D、固体分子之间的作用力比液体小8.(3分)(2015•庆阳)水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),1kg水温度从50℃降低到20℃,放出的热量是()A.4.2×103J B.8.4×104J C.1.26×105J D.2.1×105J4.(3分)(2015•随州)从微观角度分析,训练有素的缉毒犬可以嗅出毒品藏匿处的最主要原因是()A.分子间是有间隙的B.分子的质量很小C.分子不停地运动着D.分子的体积很小9.(3分)(2015•随州)如图甲,网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水”.为破解此中秘密,随州某中学物理小组设计了如图乙模型.设此杯内胆中被封存着300g水,室温20℃;现向杯中倒入200g、100℃开水,摇一摇,杯内水温迅速降至t1,饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯,摇一摇,矿泉水的温度可升至t2,若忽略内胆及空间的热能消耗,则t1、t2分别大约为()A.50℃,50℃B.52℃,39.2℃ C.40℃,60℃D.55℃,55℃4.(2分)(2015•黑龙江)“林都”伊春,一年四季风景如画,下列现象的成因不属于物态变化的是()A.春天冰雪消融B.夏天的早晨,河面飘荡着的白雾C.秋天果香扑鼻D.冬天,飘落的雪花4.(3分)(2015•庆阳)下列说法错误的是()A.划燃火柴是利用做功的方式使火柴温度升高的B.油菜花开放时,香气袭人是扩散现象C.冬季取暖用水做媒介是因为水的比热容较大D.破镜难圆是因为分子间有斥力6.(2015•福州)俗话说“酒香不怕巷子深”,其中“酒香”说明分子A.有引力B.有斥力C.有间隙D.在不停地做无规则运动3.(2015•成都)质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热,它们在相同时间内吸收的热量相等,加热时间都为6 分钟,它们的温度随时间变化的图像如图所示。

热力学复习题

热力学复习题

热⼒学复习题1、当过程不可逆时, 孤⽴系统的△S 总 > 0, ⼯质的△S 产⽣ > 0。

损失功WL > 0。

经历⼀个不可逆热机的循环过程,体系⼯质的熵 C 。

A 、增⼤B 、减⼩C 、不变D 、可能增⼤,也可能减⼩2、空⽓在封闭的⽓缸内经历⼀过程,相应其内能增加15kJ ,对外界作功15kJ ,则此过程中⼯质与外界交换热量Q= 30 kJ 。

3、流体把2000KJ 的热量传给周围温度为27℃的环境,如果流体的熵变为-5KJ/K ,这整个过程 b 。

a .可能发⽣且可逆; b.可能发⽣但不可逆; c. 不可能发⽣。

4、系统从某⼀初态经不可逆与可逆两条途径膨胀到达同⼀终态,则⼯质 c 。

a .△S 可>△S 不 b. △S 可<△S 不 c. △S 可=△S 不 d.三者都可能。

5、某流体在稳流装置内经历⼀个可逆过程,对外做功为30,得到的热量为100。

试问流体的熵变:( A ) A. 为正; B. 为负; C. 可正、可负。

6、稳流过程能量平衡式:( C )A. 仅适⽤于稳流可逆过程B. 仅适⽤于稳流不可逆过程;C. 该稳流过程可逆、不可逆均可。

7、体系经⼀绝热可逆过程熵值不变。

√8、系统向环境放出热量,温度下降,因此熵产⽣⼩于零。

× 9、Wid 具有状态函数的特点,⽽普通的Ws 则是过程函数。

√10、⾃然界⼀切实际过程的熵产⽣必⼤于零。

√ 11、分别以某⼀真实⽓体和理想⽓体为⼯质在两个恒温热源T1、T2之间进⾏卡诺理想循环,试⽐较这两个循环的热效率。

BA 、前者⼤于后者B 、两者相等C 、前者⼩于后者D 、没法⽐较。

12、i<1的体系的恒沸点为最⾼温度恒沸点。

√13、⼆元完全理想体系中i 组份的汽液平衡⽐Ki=Pis/P 。

√14、汽液平衡数据热⼒学⼀致性检验的理论依据是Wilson ⽅程。

×15、等温条件下,⼆元体系中超额⾃由焓函数与组分i 的活度系数的关系为(1122ln ln EG x x RTγγ=+)活度系数的因次是(⽆因次) 16、形成共沸物的溶液,由于在共沸点处(i i x y =),所以不能⽤简单精馏⽅法同时获得两纯组分。

高三物理热学全部题型练习题

高三物理热学全部题型练习题

高三物理热学全部题型练习题1. 题目:热量和功的关系题目描述:做功时,系统释放了20 J的热量,求该系统的净功。

解答:根据热力学第一定律可知,系统净功等于系统所做的功减去释放的热量。

所以,净功 = 做的功 - 释放的热量。

净功 = 0 J - 20 J = -20 J。

因此,该系统的净功为-20 J。

2. 题目:温度和热量的转移题目描述:一杯水的温度为20℃,将放在室温为25℃的房间内,经过一段时间,杯中水的温度变为22℃。

求该过程中水释放了多少热量。

解答:根据热力学第一定律可知,传热时系统释放的热量等于所吸收的热量。

所以,所释放的热量 = 所吸收的热量。

根据温度的变化可知,水从20℃降到22℃,吸收了25℃的热量。

所释放的热量 = 25 J。

因此,该过程中水释放了25 J的热量。

3. 题目:理想气体的升压等温过程题目描述:一摩尔理想气体初时体积为1 L,压强为1 atm,最后体积变为2 L,求该过程中系统吸收的热量。

解答:根据理想气体的状态方程 PV = nRT,其中P为压强,V为体积,n为物质的摩尔数,R为气体常数,T为温度。

由于该过程为等温过程,所以温度保持不变。

即T1 = T2。

根据理想气体的状态方程可得,P1V1 = P2V2。

代入已知数据可得,1 atm × 1 L = P2 × 2 L。

解得P2 = 0.5 atm。

由于等温过程中吸收的热量等于外界对系统所做的功,而理想气体的等温过程的功为:W = nRT × ln(V2/V1)。

代入已知数据可得,W = (1 mol × 0.0821 atm L/mol K × T) × ln(2/1)。

由于T1 = T2,所以T取任意值均可。

假设T = 300 K,代入可得W ≈ 0.08 J/mol。

因此,该过程中系统吸收的热量约为0.08 J/mol。

4. 题目:热机的效率题目描述:一台热机从高温热源吸收300 J的热量,向低温热源释放150 J的热量。

热学复习习题

热学复习习题
习 题 课
北京邮电大学物理系
1.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)温度的高低反应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分子 的冷热程度
答案: (1)、(2)、(3)
量,视为常量,n 为气体摩尔数)计算理想气体内能 增量时,此式 (A) 只适用于准静态的等体过程. (B) 只适用于一切等体过程. (C) 只适用于一切准静态过程. (D) 适用于一切始末态为平衡态的过程. 答:[ D ]
18
16. 如图所示,绝热过程AB、CD,等温过程DEA, 和任意过 程BEC,组成一循环过程.若图中ECD所包围的面积为70 J, EAB所包围的面积为30 J,DEA过程中系统放热100J,则 40J (1)整个循环过程(ABCDEA)系统对外做功为___________. 140J (2) BEC过程中系统从外界吸热为___________ .
(C) 两种气体分子的平均速率相等.
(D) 两种气体的内能相等.
14
11.若气体分子的平均平动动能等于1.06 1019 J,则该气
5.12 103 体的温度T=______ K. k
1.38 1023 J K 1
一个
3 kT 2
12.根据能量按自由度均分原理,设气体分子为刚
答:[ A ]
20
18.
如图所示,设某热力学系统经历一个由 c→d→e的过程,其中ab 是一条绝热曲线,a、c在该曲线上.由热力学定律可知该系统在过 程中 (A)不断向外界放出热量. (B)不断从外界吸收热量. (C) 有的阶段吸热,有的阶段放热,整个过程中吸的热量等于放出的 热量. (D) 有的阶段吸热,有的阶段放热,整个过程中吸的热量大于放出的 热量. (E) 有的阶段吸热,有的阶段放热,整个过程中吸的热量小于放出的 p 热量. a

热学复习题 答案

热学复习题 答案

1.有 2×10-3 m 3刚性双原子分子理想气体,其内能为6.75×102 J .(1) 试求气体的压强;(2) 设分子总数为 5.4×1022个,求分子的平均平动动能及气体的温度.(玻尔兹曼常量k =1.38×10-23 J ·K -1)解:(1) 设分子数为N .据 E = N (i / 2)kT 及 p = (N / V )kT得 p = 2E / (iV ) = 1.35×105 Pa 4分(2) 由 kT N kT E w 2523=ϖϖ 得 ()21105.75/3-⨯==N E w J 3分又 kT N E 25= 得 T = 2 E / (5Nk )=362k 3分2.一定量的单原子分子理想气体,从初态A出发,沿图示直线过程变到另一状态B ,又经过等容、等压两过程回到状态A . (1) 求A →B ,B →C ,C →A 各过程中系统对外所作的功W ,内能的增量∆E 以及所吸收的热量Q .(2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和).解:(1) A →B : ))((211A B A B V V p p W -+==200 J . ΔE 1=ν C V (T B -T A )=3(p B V B -p A V A ) /2=750 JQ =W 1+ΔE 1=950 J . 3分B →C : W 2 =0ΔE 2 =ν C V (T C -T B )=3( p C V C -p B V B ) /2 =-600 J .Q 2 =W 2+ΔE 2=-600 J . 2分C →A : W 3 = p A (V A -V C )=-100 J .150)(23)(3-=-=-=∆C C A A C A V V p V p T T C E ν J . Q 3 =W 3+ΔE 3=-250 J 3分(2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J .Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 AB C3.1 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.) 解:(1) )(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆ 2分 (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分 (3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2-p 1V 1 ). 2分(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 . 3分4.一定量的刚性双原子分子理想气体,开始时处于压强为 p 0 = 1.0×105 Pa ,体积为V 0 =4×10-3 m 3,温度为T 0 = 300 K 的初态,后经等压膨胀过程温度上升到T 1 = 450 K ,再经绝热过程温度降回到T 2 = 300 K ,求气体在整个过程中对外作的功. 解:等压过程末态的体积 1001T T V V = 等压过程气体对外作功)1()(01000101-=-=T T V p V V p W =200 J 3分 根据热力学第一定律,绝热过程气体对外作的功为W 2 =-△E =-νC V (T 2-T 1)这里 000RT V p =ν,R C V 25=, 则 500)(25120002==--=T T T V p W J 4分 气体在整个过程中对外作的功为 W = W 1+W 2 =700 J . 1分5.1 mol 理想气体在T 1 = 400 K 的高温热源与T 2 = 300 K 的低温热源间作卡诺循环(可逆的),在400 K 的等温线上起始体积为V 1 = 0.001 m 3,终止体积为V 2 = 0.005 m 3,试求此气体在每一循环中(1) 从高温热源吸收的热量Q 1(2) 气体所作的净功W(3) 气体传给低温热源的热量Q 2解:(1) 312111035.5)/ln(⨯==V V RT Q J 3分 B A O V p 1p p V 1V 2(2) 25.0112=-=T T η. 311034.1⨯==Q W η J 4分(3) 3121001.4⨯=-=W Q Q J 3分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) 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 2分(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 i T T C Q -=-= =3.74×103 J (吸热) Q ca =RT c ln(V a /V c ) =3.46×103 J (吸热) 4分(2) W =( Q bc +Q ca )-|Q ab |=0.97×103 J 2分(3) Q 1=Q bc +Q ca , η=W / Q 1=13.4% 2分7.一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程.已知气体在状态A 的温度为T A =300 K ,求 (1) 气体在状态B 、C 的温度;(2) 各过程中气体对外所作的功; (3) 经过整个循环过程,气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和). 解:由图,p A =300 Pa ,p B = p C =100 Pa ;V A =V C =1 m 3,V B =3 m 3.(1) C →A 为等体过程,据方程p A /T A = p C /T C 得T C = T A p C / p A =100 K . 2分B →C 为等压过程,据方程V B /T B =V C /T C 得T B =T C V B /V C =300 K . 2分(2) 各过程中气体所作的功分别为A →B : ))((211C B B A V V p p W -+==400 J . B →C : W 2 = p B (V C -V B ) = -200 J .C →A : W 3 =0 3分(3) 整个循环过程中气体所作总功为W = W 1 +W 2 +W 3 =200 J .因为循环过程气体内能增量为ΔE =0,因此该循环中气体总吸热Q =W +ΔE =200 J . 3分V (10-3m 3)O 1 2 a b c A B C p (Pa)O V (m 3)1002003008.如图所示,有一定量的理想气体,从初状态a (p 1,V 1)开始,经过一个等体过程达到压强为p 1/4的b 态,再经过一个等压过程达到状态c ,最后经等温过程而完成一个循环.求该循环过程中系统对外作的功W 和所吸的热量Q . 解:设c 状态的体积为V 2,则由于a ,c 两状态的温度相同,p 1V 1=p 1V 2 /4故 V 2 = 4 V 12分循环过程 ΔE = 0 , Q =W .而在a →b 等体过程中功 W 1= 0.在b →c 等压过程中功W 2 =p 1(V 2-V 1) /4 = p 1(4V 1-V 1)/4=3 p 1V 1/4 2分在c →a 等温过程中功W 3 =p 1 V 1 ln (V 2/V 1) = -p 1V 1ln 4 2分 ∴ W =W 1 +W 2 +W 3 =[(3/4)-ln4] p 1V 1 1分Q =W=[(3/4)-ln4] p 1V 1 3分9.气缸内贮有36 g 水蒸汽(视为刚性分子理想气体),经abcda 循环过程如图所示.其中a -b 、c -d 为等体过程,b -c 为等温过程,d -a为等压过程.试求:(1) d -a 过程中水蒸气作的功W da(2) a -b 过程中水蒸气内能的增量∆E ab(3) 循环过程水蒸汽作的净功W (4) 循环效率η (注:循环效率η=W /Q 1,W 为循环过程水蒸汽对外作的净功,Q 1为循环过程水蒸汽吸收的热量,1 atm= 1.013×105 Pa)解:水蒸汽的质量M =36×10-3 kg水蒸汽的摩尔质量M mol =18×10-3 kg ,i = 6(1) W da = p a (V a -V d )=-5.065×103 J 2分(2) ΔE ab =(M /M mol )(i /2)R (T b -T a )=(i /2)V a (p b - p a )=3.039×104 J 2分(3) 914)/(==RM M V p T mol a b b K W bc = (M /M mol )RT b ln(V c /V b ) =1.05×104 J净功 W =W bc +W da =5.47×103 J 3分(4) Q 1=Q ab +Q bc =ΔE ab +W bc =4.09×104 Jη=W / Q 1=13% 3分p p 1 p 1/4V 1a c b p (atm ) V (L) O a b c d25 50 2 610.比热容比=γ 1.40的理想气体,进行如图所示的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、气体所作的功和气体内能的增量.(普适气体常量 11K m ol J 31.8--⋅⋅=R ) 解:(1) C →A 等体过程有 p A /T A = p C /T C∴ 75)(==Ac A C p p T T K 1分B →C 等压过程有 V B /V B =V C / T C∴ 225)(==CBC B V VT T K1分 (2) 气体的摩尔数为 321.0mol ===AA A RT Vp M M ν1分 由 γ=1.40 可知气体为双原子分子气体,故 R C V 25=,R C p 27=1分 C →A 等体吸热过程 W CA =0Q CA =ΔE CA = v C V (T A -T C ) =1500 J2分 B →C 等压压缩过程 W BC =P B (V C -V B ) =-400 JΔE BC = v C V (T C -T B ) =-1000 JQ BC =ΔE BC + W BC =-1400 J2分 A →B 膨胀过程 1000J )26()100400(21=-+=AB W JΔE AB = v C V (T B -T A ) =-500 JQ AB =ΔE AB + W AB =500 J2分V (m 3) 246A B C O。

高一物理热学基础练习题及答案

高一物理热学基础练习题及答案

高一物理热学基础练习题及答案1.选择题:1) 以下哪个物理量与热平衡无关?A. 热容B. 热温度C. 热量D. 内能答案:A. 热容2) 单位质量物质升高1摄氏度所需的热量称为:A. 热容B. 热比热容C. 内能D. 热传导答案:B. 热比热容3) 热平衡是指两个物体:A. 温度相等B. 热量相等C. 热容相等D. 内能相等答案:A. 温度相等4) 以下哪个选项是正确的?A. 温度是物体的固有属性B. 温度是热量的度量C. 温度只能用温度计来测量D. 温度是物体内能的度量答案:D. 温度是物体内能的度量5) 热量是一个:A. 宏观物理量B. 微观物理量C. 化学物理量D. 学院物理量答案:A. 宏观物理量2.填空题:1) 定容状态下若物体的体积变小,则温度___。

答案:升高2) 0摄氏度与摄氏度的冷热程度相同。

答案:相同3) 理想气体在等压过程中热容与()相等。

答案:等压热容4) 热量可以用___来度量。

答案:焦耳5) 热平衡是指两个物体之间没有___流动。

答案:热量3.计算题:1) 质量为0.5kg的物体热容为400J/kg·°C,现有一物体温度由20°C 升高到40°C,需要吸收多少热量?答案:ΔQ = mcΔθΔQ = 0.5kg × 400J/kg·°C × (40°C - 20°C)ΔQ = 400J2) 一瓶装满水的热水袋的质量为0.8kg,其初始温度为80°C,现要将其温度升高到100°C,需要吸收多少热量?(水的比热容为4200J/kg·°C)答案:ΔQ = mcΔθΔQ = 0.8kg × 4200J/kg·°C × (100°C - 80°C)ΔQ = 6720J3) 一个物体的质量为2kg,它的比热容为1000J/kg·°C,将其温度由20°C升高到60°C,需要吸收多少热量?(不考虑相变)答案:ΔQ = mcΔθΔQ = 2kg × 1000J/kg·°C × (60°C - 20°C)ΔQ = 80000J总结:本篇文章涵盖了高一物理热学基础练习题及答案,分为选择题、填空题和计算题三个部分。

热学复习题-学

热学复习题-学

1.热力学系统处于平衡态应满足的条件为 、 和 。

2.在微观上,绝对温度是 的量度。

3.在相同的温度下,氧气和氦气的分子平均速率的比值=He O V V :2____ __;氧气和氦气的分子平均动能的比值=He O εε:2____ _____。

4. 1mol 理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀,其体积由V 1变到V 2。

(1)当气缸处于绝热情况下时,理想气体熵的增量△S=_____ _________;(2)当气缸处在等温情况下时,理想气体熵的增量△S=_____ _________.5.卡诺循环由 ____ ____过程和____ ____过程组成.6.试说明下列各量的物理意义:⎰21)(v v dv v f : 。

⎰∞0)(dv v vf : 。

R i 2: 7.如图所示,一定量的理想气体由状态a 经三个不同过程到达状态 b.这三个过程中, 过程对外做功最大, 过程吸热最小。

8。

从分子动理论的观点看,气体的粘滞现象的产生是由于分子热运动引起__ __迁移的结果,气体热传导现象的产生是由于_____ ______迁移的结果,气体扩散现象是由于______ ______迁移的结果。

9。

如熔解时体积膨胀,则晶体的熔点随压强增大而 ;如熔解时体积缩小,则晶体的熔点随压强增大而 。

10. 在微观上,温度是 的量度。

温度是 参量,只具有 意义。

11。

一容器中贮有氧气,其压强为 1.0×105Pa ,温度为300K 。

则其 分子数密度为 m -3,氧气的密度为 kg •m -3,分子平均平动能为 J 。

12. 1mol 理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀,其体积由V 1变到V 2。

(1)当气缸处于绝热情况下时,理想气体熵的增量△S=_____ _________;(2)当气缸处在等温情况下时,理想气体熵的增量△S=_____ ________。

13.试说明下列各量的物理意义: dvv f )(: 。

大学物理热学复习题

大学物理热学复习题

面积上的分子数是
(其中 n 为分子数密度),计算 1 秒钟内氧分子与箱子(注:共
六面)碰撞的次数 N= 1.9×1028 s-1.
3. 在无外力场作用的条件下,处于平衡态的气体分子按速度分布的规律,可用 麦克 斯韦 分布律来描述.如果气体处于外力场中,气体分子在空间的分布规律,可用 玻尔兹曼 分布律来描述.
解: 依题意,狄塞尔循环由两个绝热过程
P
A→B,C→D 和等压吸热过程 B→C 及等体
放热过程 D→A 组成,即该工作循环中,
工作物质吸收的热量为
Q1=Cp(Tc 一 TB), (2 分)
放出的热量为
Q´2=Cv(TD 一 TA), (2 分)
0
那么,由循环效率的定义得,该循环的效率为
Q1
B
C
V2 V3
Q < Q ab. (填入:>,<或=) 9. 1 mol 理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀,其体积由 V1 变到 V2.
(1) 当气缸处于绝热情况下时,理想气体熵的增量 ΔS= 0 . (2) 当气缸处于等温情况下时,理想气体熵的增量 ΔS= Rln(V2/V1) . 10. 真实理想气体占据三维空间区域,每个分子都在作三维运动。设想一种被约束在二 维空间区域内的理想气体,其中每个分子都在作二维运动。分子质量记为 ,此种气 体处于温度为 T 的热平衡态时,分子的速度分布函数为 =
(1) 如果气体的膨胀过程为 a-1-b,则气体 对外做功 W= S1+ S2 ;
(2) 如果气体进行 a-2-b-1-a 的循环过程, 则它对外做功 W= - S1 . 6. 常温常压下,一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子,自由度为 i),在等 压过程中吸热为 ,对外作功为 ,内能增加为 ,则

第二章热力学第一定律复习题(最新整理)

第二章热力学第一定律复习题(最新整理)

热力学第一定律一、选择题1、有理想气体,温度由T 1变到T 2,压力由P 1变到P 2,则:( )a.;b.;T nC Hm p ∆=∆,T nC Q m p ∆=,c.;d.T nC Q m V ∆=,TnC T nC W m V m p ∆-∆=,,2、,式中W 代表:( )W Q U +=∆a.体积功; b.非体积功c.体积功和非体积功的和;d.体积功和非体积功的差。

3、对W 的规定是:( )a.环境对体系做功W 为正;b. 环境对体系做功W 为负c. 体系对环境做功W 为正;d. W 总为正4、焓的定义式是:( )a.; b. pV U H +=∆pV U H -=c. ;d. pV U H +=pV U H ∆+∆=∆5、反应 H 2(g) + 1/2O 2(g) = H 2O(l) 的 是:( )θm r H ∆a.H 2O(l)的标准生成焓; b.H 2(g)的标准燃烧焓;c.既是H 2O(l)的标准生成焓又是H 2(g)的标准燃烧焓;d.以上三种说法都对。

6、理想气体的 ( ),,/p m V m C C a.大于1; b.小于1;c.等于1;d.以上三者皆有可能。

7、某化学反应的,该化学反应的反应热:( )0=∆p r C a.不随温度而变; b.随温度升高而增大; c.随温度升高而减小; d.随温度降低而降低。

8、封闭物系 ( )a.不与环境交换功;b.不与环境交换热;c.不与环境交换物质;d.物系内物质种类不改变9、用公式 计算某反应在温度T 的反应焓变,要求:⎰∆+∆=∆Tp dT C H T H 298)298()(( )a.反应恒容;b.T >298K ;c.△C P ≠0;d. 298~T 间反应物和产物无相变10、气体标准态规定为 ( )a.298.15K ,100KPa 状态;b.100KPa ,298.15K 纯理想气体状态;c.100KPa 纯理想气体状态;d.298.15K ,101.325KPa 理想气体状态。

2022年中考复习专题07《热学》专项练习附答案(可打印)

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知识点07 热学(原卷版)一、单项选择题〔本大题共15小题〕1.[来源:2021年安徽省亳州市蒙城县中考物理一模试卷]如下图的四个事例中,用做功方式改变内能的是()①冬天,搓手会让手变暖和;②冬天,嘴对手哈气取暖;③炒菜时,铁锅热得烫手;④水蒸气把软木塞冲开时,温度会降低。

A. ①②B. ②③C. ③④D. ①④2.[来源:2021年河南省洛阳市涧西区中考物理一模试卷]以下与物态变化相关的说法正确的选项是()A. 正在熔化的蜡,吸收热量,温度不变B. 利用干冰使食物降温,这是因为干冰升华吸热C. 北方美丽的雾凇,是空气中的水蒸气凝固形成的D. 炒菜前滴入热锅底的小水滴很快不见了,水滴发生的物态变化是液化3.[来源:2021年江苏省宿迁市中考物理一模试卷]水煎包是东营特色名吃,其特色在于兼得水煮油煎之妙,色泽金黄,一面焦脆,三面嫩软,皮薄馅大,香而不腻。

在水煎包的制作过程中,以下说法正确的选项是()①水煎包“香气四溢〞,说明分子在不停地做无规那么运动②水煎包能被煎成金黄色,是因为油的沸点比水的沸点低③木柴燃烧时将化学能转化为内能④往热锅内倒入水会产生大量的“白气〞,“白气〞是水汽化形成的⑤锅盖不断被水蒸气顶起而发生“跳动〞,此时水蒸气的内能转化为锅盖的机械能A. ①②③⑤B. ①③⑤C. ①③④⑤D. ②③④⑤4.[来源:2021年广西玉林市玉州区中考物理模拟试卷〔一〕]节约用水是每个公民的责任,关于水的物态变化,以下说法正确的选项是()A. 霜的形成是凝固现象B. 露的形成是液化现象C. 冰的形成是凝华现象D. 雾的形成是汽化现象5.[来源:2021年上海市黄浦区中考物理二模试卷]人的正常体温约为()A. 25℃B. 33℃C. 37℃D. 42℃6.[来源:2021广东省珠海市模拟题]以下事例中能说明分子作无规那么运动的是()A. 新冠病毒随飞沫传播的过程B. 熬制中药时药锅上方的“白汽〞上升C. 洗手时水中泡沫在翻滚D.打疫苗时闻到酒精消毒液的气味7.[来源:2021年吉林省长春市解放中学中考物理一模试卷]以下自然现象中的物态变化,需要吸热的是()A. 春天,河道冰雪消融B. 夏天,山间云雾蒸腾C. 秋天,花草凝结露珠D. 冬天,草木挂满白霜8.[来源:2021年四川省成都市高新区中考物理一诊试卷]以下关于热现象的说法中,正确的选项是()A. 火箭使用液态氢作燃料,是因为它含有的热量多B. 汽油机的汽缸顶部有一个喷油嘴C. 热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率越高D. 汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时它们点火的方式不同9.[来源:2021年河南省洛阳市涧西区中考物理一模试卷]以下与物态变化相关的说法,正确的选项是A. 出汗时吹风扇感觉凉快,是因为风降低了室温B. 地面上的水消失,与冬天人呼出的“白气〞形成原理相同C. 因为雪形成过程中要吸收热量,所以下雪时天气变冷D. 放在衣柜里的樟脑丸消失过程,需要吸热10.[来源:2021年河北省承德市中考物理一模试卷]以下说法正确的选项是()A. “破镜不能重圆〞说明分子间没有引力B. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体C. 把0℃的冰块加热熔化成0℃的水,假设不考虑水的蒸发,其内能不变D. 同一物体温度降低得越多,放出的热量就越多11.[来源:2021年河北省承德市中考物理一模试卷]以下关于能量转化的说法,正确的选项是()A. 甲图中,风力发电将空气的动能转化为电能B. 乙图中,拉开的弹弓将石子弹出的过程,弹性势能增大C. 丙图中,“神舟五号〞载人飞船成功返航,返回舱在减速着陆过程中机械能守恒D. 丁图中,水平路面上疾驰的汽车,将重力势能转化为动能12.[来源:2021年福建省福州市师范高等专科附中中考物理模拟试卷]以下取暖改变内能方式与其他三个不同的是()A. 搓手取暖B. 烤火取暖C. 向手“呵气〞取暖D. 用热水袋取暖13.[来源:2021年四川省成都市新都区中考物理二诊试卷]用稳定的热源给一个物体均匀加热,设物体吸收的热量与加热时间成正比,得到其温度随时间变化的曲线如下图,那么它在固态时的比热与液态时的比热之比是()A. 1:2B. 2:1C. 1:4D. 4:114.[来源:2021年四川省成都七中育才学校中考物理一诊试卷]以下与四冲程汽油机有关的说法中正确的选项是()A. 汽油机的效率较高,可达70%左右B. 汽油机的压缩冲程利用高温气体推动活塞对外做功C. 如下图是吸气冲程D. 汽油机能量损失最大之处是燃料燃烧不完全15.[来源:2021年江苏省无锡市锡北片中考物理一模试卷]如图是重庆人喜欢吃的酸辣粉,以下分析正确的选项是()A. 煮酸辣粉前,锅中已沸腾的水温度一直升高B. 煮酸辣粉时,通过做功改变了酸辣粉的内能C. 酸辣粉冒的“白气〞是由于水蒸气升华形成的D. 酸辣香味四溢是由于分子永不停息做无规那么运动二、多项选择题〔本大题共5小题〕16.[来源:2021年北京市中考物理模拟试卷〔A卷〕]如下图的四个热学实验,以下说法中正确的选项是()A. 将红墨水同时滴入冷、热水烧杯中,热水先变红,说明分子运动快慢跟温度有关B. 用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时,测力计的示数变大,说明大气压强的存在C. 将活塞迅速下压,使筒内的硝化棉燃烧,说明外界对物体做功,使物体的内能增大D.向烧瓶内打气,当瓶塞跳出时,瓶内出现白雾,说明物体对外界做功,物体内能减小17.[来源:2021年吉林省松原市前郭县洪泉中学中考物理五模试卷]如图将冰块放于易拉罐中并参加适量的盐,用筷子搅拌大约半分钟,用温度计测量罐中冰与盐水混合物的温度,可以看到冰水混合物的温度低于0℃。

高等传热学复习题答案

高等传热学复习题答案

高等传热学复习题答案一、选择题1. 传热的基本方式包括:A. 导热B. 对流C. 辐射D. 所有以上答案:D2. 稳态导热与非稳态导热的区别在于:A. 温度随时间变化B. 温度不随时间变化C. 热量传递方向D. 热量传递速率答案:A3. 傅里叶定律描述的是:A. 导热现象B. 对流现象C. 辐射现象D. 热传导与热对流的关系答案:A4. 牛顿冷却定律适用于:A. 固体导热B. 流体对流C. 辐射传热D. 非稳态导热答案:D5. 黑体辐射定律中,辐射强度与温度的关系是:A. 线性关系B. 对数关系C. 指数关系D. 幂次关系答案:D二、简答题1. 解释什么是热传导和热对流,并简述它们的主要区别。

热传导是指热量通过物体内部分子振动和自由电子运动传递的过程,是一种分子内部的能量传递方式,不需要物质的宏观流动。

热对流则是由于流体中温度差异引起的密度差异,导致流体发生宏观流动,从而实现热量的传递。

主要区别在于热传导不涉及物质的宏观运动,而热对流则需要。

2. 描述傅里叶定律的物理意义及其数学表达式。

傅里叶定律描述了在稳态导热条件下,单位时间内通过单位面积的热量与温度梯度成正比的关系。

其数学表达式为:\[ q = -k\frac{dT}{dx} \],其中 \( q \) 是热流密度,\( k \) 是材料的热导率,\( \frac{dT}{dx} \) 是温度梯度。

三、计算题1. 一个长为L的长直金属棒,其两端温度分别为T1和T2,金属棒的热导率为k。

求棒中任意位置x处的温度。

根据傅里叶定律,可以列出稳态导热方程:\[ -k\frac{d^2T}{dx^2} = 0 \],解得:\[ T(x) = Ax + B \],其中A和B是常数。

根据边界条件 \( T(0) = T1 \) 和 \( T(L) = T2 \),可以得到:\[ T(x) = T1 + \frac{T2 - T1}{L}x \]2. 一个封闭房间内的空气温度为Ta,房间外的墙面温度为Tw。

热学复习题

热学复习题

1. 气缸内贮有36 g 水蒸汽(视为刚性分子理想气体),经abcda 循环过程如图所示。

其中a -b 、c -d 为等体过程,b -c 为等温过程,d -a 为等压过程。

试求:(1) d -a 过程中水蒸气作的功W da (2) a -b 过程中水蒸气内能的增量∆E ab (3) 循环过程水蒸汽作的净功W(4) 循环效率η(注:循环效率η=W /Q 1,W 为循环过程水蒸汽对外作的净功,Q 1为循环过程水蒸汽吸收的热量,1 atm = 1.013×105 Pa) 解:水蒸汽的质量kg 1036-3⨯=M水蒸汽的摩尔质量kg 1081-3mol ⨯=M水蒸汽视为刚性多原子分子理想气体,则其总自由度数为 6=i ` (1) d -a 等压压缩过程中水蒸气对外作的功为J10065.51025)-(5010013.12)(3-35⨯=⨯⨯⨯⨯=-=a d a da V V p W(2) a -b 等体升压升温过程中水蒸气内能的增量为53-mol10013.12)-(6102526)(2)(⨯⨯⨯⨯⨯=-⋅=-=∆a b a a b V ab p p V i T T C MM EJ 10039.34⨯=(3) 由理想气体状态方程可得b 点温度K91431.8)1081/( 1036102510013.16)/(3-3--35≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==RMM V p T molab b则b -c 等温膨胀过程中水蒸气对外作的功为3--33-5mol10521050ln102510013.16lnln⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯===bc b b bc b bc V V V p V V RT MM WJ 10053.14⨯≈循环过程水蒸汽作的净功为J 10465.510065.510053.1334⨯=⨯-⨯=-=da bc W W W(4) 循环过程水蒸汽吸收的热量J10092.410053.110039.34441⨯=⨯+⨯=+∆=+=bc ab bc ab W E Q Q Q循环效率 %35.1310092.410465.5431≈⨯⨯==Q W ηp (atm )V (L)2、 质量为 ,摩尔质量为的理想气体,摩尔定压热容为。

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一.填空题
1.热学的基本内容主要由两部分组成,即热力学基础和统计物理学基础(分子动理学理论),而热力学是关于热现象的(),统计物理学是关于热现象的()理论。

在热学中,将物质的微观模型概括为三点结论,分别是()、()和()。

2.)
f表示气体分子速率分布函数,其物理意义是(
(v
);由)
(v
(v
f
f给出的平均速率的表达式为();由)给出的速率平方平均值的表达式为()。

3.活塞式蒸汽机从结构上可以分成四个组成部分,它们分别是()、()、()和();
4.由于液体的表面张力现象,()液面会产生附加压强;附加压强的大小与液面的()成反比,与()成正比。

1、理想气体等温膨胀时对外作功,这功是由___________________转化来的。

2、已知热力学系统在某一准静态过程中,体积与压强之积保持常量,设始态压
强为P1,始态与终态体积为V1、V2则,过程所作功为_________________。

3、实际气体的内能是其中所有分子的_________和分子之间的_________的总和。

4、克劳修斯引入了态函数熵,熵变的定义式是。

5、热力学第二定律的实质是。

6、在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆制冷机,其制冷系
数都满足。

7、由克劳修斯等式引入了态函数熵,其定义式是。

8、在p-V图上,闭合曲线所包围的面积等于系统经历一可逆循环后的
热量。

9、不可逆绝热过程总是向着的方向进行,而可逆绝热过程总是沿着
进行。

二.选择题
1、热力学系统经绝热不可逆过程,系统的熵()。

A、增加
B、减少
C、不变
D、可以增加也可以减少
E、可以增加也可以不变
2、两种理想气体的初末温度相同,摩尔数也相同,则它们的内能改变()。

A、相同
B、不同
C、可以相同也可以不同
3 对等压过程来说,气体的密度随温度变化情况为( )。

A 随温度升高密度减少
B 随温度升高密度增加
C 随温度升高密度不变化
D 无法判定
4、气体经绝热节流过程后()。

A焓值不变B内能不变 C 温度不变 D 压强不变
5、无限小过程的热力学第一定律的数学表达式为:d Q=d U+d A,式中d A为系统对外所作的功,今欲使d Q、d U、d A均为正值,该过程是()。

A、等容升温过程
B、等温膨胀过程
C、等压膨胀过程
D、绝热膨胀过程
6、下列说法中正确的是()。

A、物体的温度越高,则热量越多
B、物体在一定状态时,具有一定的热量
C、物体的温度愈高,则其内能越大
D、物体的内能愈大,则具有的热量越多
7、一定质量的理想气体,体积由V1膨胀到V2,如果吸热相同,则在下列等值过程中,对外作功最多的是()。

A、等容过程
B、等压过程
C、等温过程
8、热力学系统经绝热可逆过程,系统的熵()。

A、增加
B、减少
C、不变
D、可以增加也可以减少
E、可以增加也可以不变
9、对等压过程来说,气体的密度随温度变化情况为( )。

A 随温度升高密度减少
B 随温度升高密度增加
C 随温度升高密度不变化
D 无法判定
10、理想气体自由膨胀实验的结论是()。

A 理想气体的内能是态函数
B 热量是态函数
C 理想气体的内能只是温度的函数
D 功是态函数
1.某一热力学系统不随时间变化,则其一定处于()
A 平衡态;
B 稳定态;
C 热平衡;
D 非平衡态。

2.关于范德瓦耳斯气体,下列描述正确的是()
A 分子间存在引力作用;
B 不考虑分子的大小;
C 分子间始终表现为斥力;
D 除碰撞外无相互作用。

3.判断两热力学系统是否处于热平衡的物理量是( )
A 压强;
B 热量;
C 粒子数密度;
D 温度。

三.判断题
1、在某一热力学过程中,外界给系统供热cal 500,同时系统对外界作功J 100,则系统内能的增加量约为1990J 。

( )
2、摩擦力的功可以完全转化成有用的热而不产生其它影响。

( )
3、若系统的初、末状态确定,则其过程的熵变化一定。

( )
4、人用打气筒给自行车轮胎打气的过程中,轮胎内气体会吸热。

( )
5、某一理想气体系统经历一等温膨胀过程,则其吸热,内能增加。

( )
6、通过电阻的电流的功,可完全转化成热而不产生其它影响。

( )
7、等温膨胀过程气体的比容必然减小。

( )
8、若存在一过程能使系统复原,则原过程是可逆过程。

( )
9、实际气体经绝热节流过程后焓不变。

( )
1.若系统的初末状态确定,则其过程的熵变化一定。

( ) 2.人用打气筒给自行车轮胎打气的过程中,轮胎内气体会吸热。

( ) 3.某一理想气体系统经历一等温膨胀过程,则其吸热,内能增加。

( ) 4.云中的小水滴能在空中漂浮很长时间而不快速下落,是因为空气的浮力等于 其重力。

( )
5.通过电阻的电流的功,可完全转化成热而不产生其它影响。

( )
四.简答题
1.功的本质是什么?为什么说功是过程量而不是态函数?
2.从结构上看,空调主要由哪些部分构成?简述其给房间制冷时的工作原理。

3.试述液体润湿与不润湿固体表面的微观根源。

4.试分析热力学第一定律与热力学第二定律有什么联系与不同?
5. 功的的本质是什么?为什么说功是过程量而不是态函数?
6. 有人把电冰箱的门打开,希望其变成一个空调机而给房间制冷,这样做可行吗?为什
么?
7. 试在V P -图、S T -图中分别画出可逆卡诺循环的循环图线,标明交叉点的状态。

8. 试分析热力学第一定律与热力学第二定律有什么联系与不同?
9. 内能的本质是什么?试分析1mol 空气在常温下的内能有多大?
10. 蒸汽机主要由哪些部分构成?简述其工作原理。

7、从结构上看,电冰箱主要由哪些部分构成?简述其工作原理。

8、试分析导致自发实际热力学过程不可逆的因素都有哪些?
9、系统吸收热量的本质是什么?为什么说热量是过程量?
五.计算题
1.夏天用空调给房间制冷时,房间的温度为27℃,室外空气温度为37℃,若功
率为1匹(750W )的空调机工作5分钟,在理想情况下计算:
(1) 压缩机给系统作功多少?
(2) 空调制冷系数是多少?
(3) 空调从房间吸收多少热量?
2.一摩尔的理想气体,从初态1经过两个不同的可逆过程过渡到另一状态2,如图所示,设122p p =,122v v =。

已知该气体的R C V 2
3=
,初态温度为300K ,求:
(1) 状态2、3、4的温度。

(2) 由状态1到状态2系统内能的变化。

(3) 过程1—4—2与过程1—3—2气体对外作的功。

(4) 过程1—4—2与过程1—3—2气体吸收的热量。

1、0.064kg 氧气温度由17℃升高为27℃,若在升温过程中:⑴体积保持不变;⑵压强保持不变;⑶不与外界交换热量。

试分别求出气体内能的改变,吸收的热量,气体对外界所做的功。

设氧气可看作理想气体其52
V C R =。

2、在一绝热容器中,质量为m 、温度为1T 的液体和相同质量但温度为2T 的同种液体在一定压强下混合后达到新的平衡态,求系统从初态到终态熵的变化,说明熵为什么是增加的。

3、一定量的理想气体,从初态A 过渡到另一状态B ,又经过状态C 回到状态A ,如图所示,设52
V C R =。

(4) 求循环过程系统对外作的净功。

(5) 求系统经过一个循环过程从高温热源吸收的热量。

(3) 指出该循环是正循环还是负循环,并求循环过程的效率。

4、水的比热容是1131018.4--⋅⋅⨯K kg kJ ,在标准大气压下使kg 1、0℃的水与一个373K 的恒温大热源接触,使水温达到373K ,已知31.037.1ln =。

求:
(1) 水吸收的热量是多少?
(2) 水的焓增加多少?
(3) 系统总的熵变是多少?
5、水的比热容是1131018.4--⋅⋅⨯K kg kJ ,冰的溶解热为513.3510J kg -⨯,100℃时水的汽化热为612.2610J kg -⨯,水蒸气的比容为311.65m kg -。

在标准大气压下使kg 1、0℃的冰完全变为100℃的水蒸气,已知31.037.1ln =。

求:
(4) 系统吸收的热量是多少?系统焓增加多少?
(5) 系统的内能大约增加多少?
(6)系统总的熵变是多少?。

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