《大学物理学》热力学基础练习题

合肥学院《大学物理Ⅰ》自主学习材料

《大学物理学》热力学基础

一、选择题

13-1．如图所示，bca 为理想气体的绝热过程，b1a 和b2a 是任意过程，则上述两过程中气

体做功与吸收热量的情况是( )

p

a

2

（A）b1a 过程放热、作负功，b2a 过程放热、作负功；

c

（B）b1a 过程吸热、作负功，b2a 过程放热、作负功；

1

b

（C）b1a 过程吸热、作正功，b2a 过程吸热、作负功；

V

O （D）b1a 过程放热、作正功，b2a 过程吸热、作正功。

【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中 a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不

吸热也不放热，b1a 过程作的负功比b2a 过程作的负功多，由Q W E 知b2a 过程放热，b1a 过程吸热】

13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态 A 变到平衡态B，且他们的压强相等，即P P 。

A B

问在状态 A 和状态 B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然( )

p （A）对外作正功；（B）内能增加；

（C）从外界吸热；（D）向外界放热。

A

B

【提示：由于T T ，必有

A B E E ；而功、热量是

A B

V 过程量，与过程有关】

O

13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气( 均视为刚性理想气体) ，开始时它们的压强和温度都相同，现将 3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高

到同样的温度，则应向氢气传递热量为( )

（A） 6 J ；（B）3 J ；（C）5 J ；（D）10 J 。

【提示：等体过程不做功，有Q E ，而M i

E R T

M 2

mol

，所以需传 5 J 】

13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（）p

p

绝热等温

绝热

等体

等温

绝热

O

p 等（）

A

V O

p

（）

B

等压

V 绝热绝热

体

等温绝热

O

O

V

V （）

C

（）

D

【提示：(A) 绝热线应该比等温线陡，（B）和（C）两条绝热线不能相交】

热力学基础-1

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13-5．一台工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J，则对外做功（）

（A）2000 J ；（B）1000 J ；（C）4000 J ；（D）500 J 。

【卡诺热机的效率为 1 T

2

T

1

，

W

Q

，可求得

300

1 50%

600

，则W Q 1000 J 】

13-6．根据热力学第二定律（）

（A）自然界中的一切自发过程都是不可逆的；

（B）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；

（C）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；

（D）任何过程总是沿熵增加的方向进行。

【（A ）正确；（B）少“不引起其他变化”；（C）想想空调和冰箱热量；（D）少“孤立系统”条件】7．如图所示为一定量的理想气体的p—V 图，由图可得出结论( )

（A）ABC 是等温过程；（B）T

A T ；

B 3 p (atm

A

)

B

2

（C）T

A T ；（D）

B T A T 。

B

1

C

【提示：等温线是一条有关原点对称的反比例函数曲线】

O 1 2 3 V (10 3 m )

3

13--2．对于室温下定体摩尔热容 2.5

C R 的理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外

V

做功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于（）

（A）1 / 3 ；（B）1 / 4 ；（C）2 / 5 ；（D）2 / 7 。

M

【提示：等压膨胀吸热为( )

Q C R T

V

M

mol ，内能变化为M

E C T

V

M

m ol

，所以，功为

M

W R T

M

m o l ，则 1

A

Q 3.5

】

13-9．气缸内储有 2.0m ol 的空气，温度为27℃，若使空气的体积等压膨胀到原来的 3 倍，则因为空气而对外界所作的功为（）

（A）897 J ；（B）4986 J ；（C）9972 J ；（D）14958 J 。

V V 【提示：等压膨胀对外功为W R T ，而等压变化满足盖?吕萨克方程 1 2

T T

1 2 ，可求出T

2 900 K ，

则W 2 8.31 600 9972 J 】

10．一定量的理想气体，处在某一初始状态，现在要使它的温度经过一系列状态变化后回到初始状态的温度，可能实现的过程为（）

（A）先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而增大压强；

（B）先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强；

（C）先保持体积不变而使它的压强增大，接着保持压强不变而使它体积膨胀；

（D）先保持体积不变而使它的压强减小，接着保持压强不变而使它体积膨胀。