大学物理学热力学基础练习题

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《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( )

(A)b1a过程放热、作负功,b2a过程放热、作负功;

(B)b1a过程吸热、作负功,b2a过程放热、作负功;

(C)b1a过程吸热、作正功,b2a过程吸热、作负功;

(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,由知b2a过程放热,b1a过程吸

Q W E

=+∆

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

。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( )

A B

P P

=

(A)对外作正功;(B)内能增加;

(C)从外界吸热;(D)向外界放热。

【提示:由于,必有;而功、热量是

A B

T T

E E

<

过程量,与过程有关】

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);(B);(C);(D)。

6J3J5J10J

【提示:等体过程不做功,有,而,所以需传】

Q E

=∆

2

mol

M i

E R T

M

∆=∆5J

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(

A

体体B

体体

【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】

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 ); (B ); (C ); (D )。

2000J 1000J 4000J 500J 【卡诺热机的效率为,,可求得,则】2

1

1T T η

=-W Q η=300

150%600

η=-

=1000W Q J η==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 )是等温过程;(B );ABC B A T T >(C );

(D )。

B A T T

13--2.对于室温下定体摩尔热容的理想气体,在等压膨胀的情况下,系统对外

2.5V C R =做功与从外界吸收的热量之比等于

( )

/W Q (A ); (B ); (C ); (D )。

1/31/42/52/7【提示:等压膨胀吸热为,内能变化为,所以,功为()V

mol

M Q C R T M =+∆V mol

M E C T M ∆=∆,则】mol M

W R T M =

∆13.5

A Q =13-9.气缸内储有2.0的空气,温度为27℃,若使空气的体积等压膨胀到原来的3倍,

mol 则因为空气而对外界所作的功为 ( )

(A ); (B ); (C ); (D )。

897J 4986J 9972J 14958J 【提示:等压膨胀对外功为,而等压变化满足盖•吕萨克方程,可求出,

W

R T ν=∆121

2

V V T T =2900T K =则】

28.316009972W 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;

)

33m -

533-3(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。

【提示:(A )选项温度一直升高,(B )选项温度一直降低,(C )选项温度一直升高】

11.气体的定压摩尔热容大于定体摩尔热容,其主要原因是 ( )

P C V C (A )膨胀系数不同; (B )温度不同;

(C )气体膨胀需作功; (D )分子引力不同。

【提示:的原因是定压时气体膨胀做功,但定体时气体体积不变不做功】

P V C C R =+12.压强、体积和温度都相同(常温条件)的氧气和氦气在等压过程中吸收了相等的热量,

它们对外作的功之比为 ( )

(A ); (B ); (C ); (D )。

1:15:95:79:5【提示:双原子分子的氧气在等压过程中吸收热量为,单原子分子的氦气在2

25

()2

O

O mol M Q R R T M =

+∆等压过程中吸收热量为,当时,,即而3

()2He

He mol M Q R R T M =

+∆2O He Q Q =2O He T T ∆<∆2

57

O He T T ∆=∆,所以】2mol M i

E R T M ∆=

∆2222

2275

2253

22

O O O O O O He He He

He He He R T R T W Q E T

W Q E T R T R T ∆-∆-∆∆===

-∆∆∆-∆13.一摩尔单原子理想气体,从初态温度、压强、体积,准静态地等温压缩至体

1T 1p 1V 积,外界需作多少功? ( )

2V (A ); (B ); (C ); (D )。121ln

V V RT 2

11ln V V

RT )(121V V p -1122V p V p -【提示:等温过程做功为】

2

1

V V mol M RT

W dV M V

=

14.对于理想气体系统来说,在下列过程中,那个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做功三者均为负值 ( )

(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。

【提示:等容过程不做功,等温过程无内能的增量,绝热过程无热量传递,等压压缩过程系统对外作负功,温度降低,向外放热】

13-15.如图所示,一定量的理想气体经历ACB 过程时吸热700 J ,则经历ACBDA 过程时

吸热为 ( )

(A )700 J ; (B )700 J ;-(C )500 J ; (D )500 J 。

-【提示:∵,∴,表明A 、B 两位置等温,

A A

B B P V P V =A B T T =