热力学基础练习题与答案

第一次 热力学基础练习与答案

班 级 ___________________ 姓 名 ___________________ 班内序号 ___________________ 一、选择题

1. 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2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。

2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，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，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量 是： ［ ］ (A) 6 J. (B) 5 J.

(C) 3 J. (D) 2 J. 3.一定量的某种理想气体起始温度为T ，体积为V ，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V ，(2)等体变化使温度恢复为

T ，(3) 等温压缩到原来体积V ，则此整个循环过程中 ［ ］ (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功

(C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少

V

4. 一定量理想气体经历的循环过程用V －T 曲线表示如图．在此循

环过程中，气体从外界吸热的过程是 ［ ］

(A) A →B ．

(B) B →C ． (C) C

→A ．

(D) B →C 和B →C ．

5.

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热量的 ［

］

(A) n 倍． (B) n －1倍． (C)

n 1倍． (D) n n 1

+倍． 6.如图，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态

B (p A = p B )，则无论经过的是什么过程，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．

二、填空题

1. 写出理想气体在等体、等压、绝热过程中，内能增量的表达式：等体过程 _______________,等压过程 ________________，绝热过程______________。

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 所有与热现象有关的实际过程都是不可逆的。开尔文表述指出了______________ 过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了__________________过程是不可逆的。 3．写出理想气体经历以下过程所作功A 、吸热Q 和内能增量E ∆值的正负：

V

p V

p

(a)

(b)

（1）如图（a ），在I-II-III 过程中，______A ，_______Q ，______E ∆。 （2）如图（b ），在I-II-III 过程中，______A ，_______Q ，______E ∆。

在I-II ’-III 过程中，________A ，_______Q ，___________E ∆。

4. 卡诺致冷机的致冷系数为：

2 1 2

2 T T T A Q w -=

=

，如高、低温热源温度分别为：K T 4001 =，K T 3002 =，而且每一循环从低温热源所吸的热为 360 2 J Q =。

则在每一循环中，外界必须作功________ =A 。

5. 一设计者试图设计出这样一种热机：它在一个循环的过程中，能从温度为：

036 K 的高温热源中吸热： 106.9 4J ⨯，向温度为： 027 K 的低温热源放出

100.7 4J ⨯的热量，这样的热机 ___________（填“能”或“不能”）制成，

原因是： 。

三、计算题

1．质量为 2 kg 的氧气，其温度由 270 K 升高到 330 K ，如分别经历了：

（1）等体过程； （2）等压过程。 计算在这两个过程中， 系统各吸收了多少热量 各增加了多少内能 对外各作了多少功

2．一系统由如图所示的a 状态沿acb 到b 状态， 有340J 热量传入系统，而系统对外作功128J ，

（1）若adb 过程系统对外作功52J ，则有多少热量传入系统

（2）当系统由b 态沿曲线ba 返回a 状态时，外界对系统作功88J ，则系统是吸热还是放热 其热量值是多少

3. 1 mol 单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结ac 两点的曲线Ⅲ的方程为2020/V V p p , a 点的温度为T 0

(1) 试以T 0 , 普适气体常量R 表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程

中

气体吸收的热量。

p

9p 0

p O V

(2) 求此循环的效率。

(提示：循环效率的定义式η=1- Q2/Q1，Q1为循环中气体吸收的热量，Q2为循环中气体放出的热量。)

第一次热力学基础

一、选择题：1. A 3. A 4. A 5. C 6. B

二、填空题：

1.p V i T R i E ∆⋅=∆⋅⋅

=∆22ν, V p i

T R i E ∆⋅=∆⋅⋅=∆2

2ν, T R

T R i E ∆-=∆⋅⋅=∆1

2γνν

2. 功完全转变为热（热功转换）； 热量自动从高温物体传给低温物体（热量传递，热传导）

3. (1)负，负（放热），零； (2)正，负（放热），负； 正，正（吸热），负

4. J 120

5. 不能； 该热机的效率为：

48 136.9 0.76.9 =-，超过理想可逆机的效率：

4 13602701=-。 三、计算题：

1. mol M m 5.6203

2.02

===ν, , 5=i R R i C V

252== ， R R C C V p 2

7

=

+= (1) 等体过程 0=A ， J R T C E Q V 4

1079.79375⨯≈=∆⋅⋅=∆=ν (2) 等压过程 J R T C Q p 5

10091.113125⨯≈=∆⋅⋅=ν , E ∆与过程无关，同上；

J R E Q A 41012.33750⨯≈=∆-=

2.（1）J E A Q adb J E acb 26421252 :

,212128340 :=+=∆+=∴=-=∆Θ ⑵ J E A Q J A J E a b 300 ,88 ,212 :-=∆+=∴-=-=∆→Θ, 放热。

3. 设a 状态的状态参量为p 0, V 0, T 0，则p b =9p 0, V b =V 0, T b =(p b /p a )T a =9T 0

2

2

0V V p p c c = 000

3V V p p

V c == ∴ p c V c =RT c T c = 27T 0 (1) 过程Ⅰ )9(2

3

)(00T T R T T C Q a b V V -=-=012RT =

(2) 过程Ⅱ Q p = C p (T c －T b ) = 45 RT 0 过程Ⅲ