第6章 热力学基础 复习题

06章

一、填空题

1、热力学第二定律的微观实质可以理解为：在孤立系统内部所发生的不可逆过程，总是沿着熵增加的方向进行。

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____功能转换_________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了____热传导______的过程是不可逆的。

3．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J，气体向外界放热620J，则气体的内能减少 (填增加或减少)，E2—E1= -380J。4．一定量的理想气体在等温膨胀过程中，内能不变，吸收的热量全部用于对外界做功。

5．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，对外做功120J，气体的内能增量为280J，则气体从外界吸收热量为400 J。

6、在孤立系统内部所发生的过程，总是由热力学概率较小的宏观状态向热力学概率较大的宏观状态进行。

7、一定量的单原子分子理想气体在等温过程中,外界对它作功为200J.则该过程中需吸热_____-200__J。

8、一定量的气体由热源吸收热量5

26610J

41810J

⋅⨯,则气体对外作

⋅⨯,内能增加5

功____5

.6⨯__J。

10

84

9、工作在7℃和27℃之间的卡诺致冷机的致冷系数为，工作在7℃和27℃之间的卡诺热机的循环效率为。

10、2mol单原子分子理想气体,经一等容过程后,温度从200K上升到500K,则气体吸收的热量为___7479__J。

11、气体经历如图1所示的一个循环过程，在这个循环中，

外界传给气体的净热量是 90 J。

12、一热机由温度为727℃的高温热源吸热，向温度为

527℃的低温热源放热。若热机可看作卡诺热机，且每一

图1

循环吸热2000J,则此热机每一循环作功 400 J。

13、1mol的单原子分子理想气体，在1atm的恒定压强下，从0℃加热到100℃，则气体的内能改变了 1246.5 J。（摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1）

二、选择题

1、下列说法正确的是：[ A ]

（A）孤立系统中的可逆过程，其熵不变；孤立系统中的不可逆过程，其熵要增加；

（B）一切系统状态的改变，系统的熵都要增加；

（C）一切系统状态的改变，系统的熵减少；

（D）孤立系统处于平衡态时，系统的熵趋于最大值，系统的无序度最低。

2、一摩尔的单原子分子理想气体，在一个大气压的恒压下，从0ºC被加热到100ºC,此时气体增加的内能约为[ D ]

（A）3.2J; (B) 46J; (C) 120J; (D)1250J。

3、5

R

2

是[ C ]

（A）理想气体定体摩尔热容；

（B）双原子分子理想气体定体摩尔热容；

（C）刚性双原子分子理想气体定体摩尔热容；（D）气体定体摩尔热容。

4、1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为[ C ]

（A）

RT

2

3

；（B）kT

2

3

；

（C）

RT

2

5

；（D）

kT

2

5

。

5、在温度分别为327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为[ B ]

（A）25% （B）50%

（C）100% （D）75% 。

6、对于室温下定体摩尔热容

.

V m

C为2.5R的理想气体，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 [ ]

图2

（A ）1/3 （B ）1/4 （C ）2/5 (D) 2/7。

7、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的过程 [ ] （A ）等容降压过程； (B)等温膨胀过程； (C)等压压缩过程； （D)绝热膨胀过程。 8、根据热力第二定律可知 [ ]

（A ）功可以全部换为热,但热不能全都转换为功；

（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。

9、设热源的绝对温度是冷源的绝对温度的n 倍,则在一个卡诺过程中,气体将把从热源得到的热量1Q 中的多少传递给冷源? [ ]

(A) 1nQ ； (B) 1(n 1)Q -； (C)

1Q n

； (D)

1Q n 1

-。

10、一理想气体初始温度为T,体积为V,此气体由初始状态经绝热膨胀到体积为2V;又经等容升温到温度为T,最后经等温压缩恢复到体积V.则此过程中 [ ]

(A) 气体向外界放热； (B)气体对外界做功； (C) 气体内能增加； (D)气体内能减少。

11、如图2所示，1mol 理想气体从状态A 沿直线到达B,21212,2p p V V ==,则此过程系统做的功和内能的变化为 [ ]

（A ）W>0,ΔE>0 ；(B) W<0,ΔΕ<0

(C)W>0,ΔE ＝0 ；（D ）W<0，ΔΕ>0。

三、判断题

1、第二永动机是不可能实现的。 （ √ ）

图3

2、内能的增量21V ,m 21M

E E C (T T )μ

-=

-只适用于理想气体准静态过程。 （ √ ）

3、平衡过程一定是可逆过程。 （ × ）

4、第一永动机是可能实现的。 （ × ）

5、系统经历一

个循环

过程

后，它

的内能

为零。

（ × ）

6、孤立系统的一切自发过程都是向着熵增大的方向进行。 （ √ ）

7、功2

V 1

V w pdv =

⎰

的适用范围是理想气体准静态过程。 （ × ）

8、一切自然过程都是不可逆过程。 （ √ ） 9、在等体过程中系统所做的功为零。 （ √ ） 10、5R 2

是刚性双原子分子理想气体定体摩尔热容。 （ √ ）

四、解答题

1、如图3表示一氮气循环过程，求一次循环过程气体对外做的功和循环效率。

再一次循环过程中 温度不变 内能不变 W 为围成的面积 W=2.0*10 3

由理想气体状态方程 T1、T2

2、64g 氧气（可看成刚性双原子分子理想气体）的温度由0℃升至

50℃，〔1〕保持体积不变；(2)保持压强不变。在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各增加了多少内能？对外各做了多少功？ 1mol 氧气

体积不变 Q=5/2R(T2-T1) 压强不变 Q=7/2R(T2-T1) 由理想气体状态方程 W=

3、 一定量氢气在保持压强为4.00×5

10Pa 不变的情况下，温度由0

00C ⋅升高到0

500C ⋅时，吸收了6.0×4

10 J 的热量。 (1) 求氢气的量是多少摩尔?