热力学习题及答案

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工程热力学习题集(含答案)

2
o o
【解】 (1) 若任意温度在牛顿温标下的读数为 TN，而热力学温标上的读数为 T，则：
T / o N − 100 200 − 100 = N 373.15 − 273.15 T/K − 273.15
即
T/K =
故
373.15 − 273.15 (TN / o N − 100) + 273.15 200 − 100
例 2.5 图
5
【解】以例 2.5 图中入口、开口和开口系组成的闭口系为研究对象，其能量方程为
q = Δu + w = Δu + ∫ pdv = Δ (u + pv ) − ∫ vdp = Δh + wt
2 2 1 1
（a）
以例 2.5 图中虚线包围的开口系为研究对象，其稳定工况的能量和质量方程分别为
⎧ pg,A = pI − p0 ⎪ ⎨ pg,B = pI − pII ⎪p = p − p II 0 ⎩ g,C
解得
⎧ pg,C = pg,A − pg, B = 190kPa ⎪ ⎨ pI = pg,A + p0 = 362.3kPa ⎪ p = p + p = 192.3kpa g,C 0 ⎩ II
(
2
) 中的常数 A、B 的数值。
10 = R0 ⎧ ⎪ 4 ⎨ 14.247 = R0 (1 + 100A + 10 B) ⎪27.887 = R (1 + 446A + 1.989 × 105 B) 0 ⎩
联立求解，可得：
R0 = 10Ω A = 4.32 ×10−3 1/ ℃ B = −6.83 ×10−7 1/ ℃
2 ⎞ ⎛ ⎞ c12 c2 －W +⎛ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 2 = 0 Q h + + gz m h + + gz － sh 1 1 1 2 2 ⎜ ⎟ ⎜ ⎟m 2 2 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ 1 − m 2 = 0 m

热力学习题与答案(原件)

材料热力学习题1、阐述焓H 、内能U 、自由能F 以及吉布斯自由能G 之间的关系，并推导麦克斯韦方程之一：T P PST V )()(∂∂-=∂∂。

答： H=U+PV F=U-TS G=H-TS U=Q+W dU=δQ+δWdS=δQ/T, δW=-PdV dU=TdS-PdVdH=dU+PdV+VdP=TdS+VdP dG=VdP-SdTdG 是全微分，因此有：TP P TP ST V ，PT G T P G ，T V P G T P T G P ST G P T P G )()()()()()(2222∂∂-=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂∂=∂∂∂∂=∂∂∂∂∂-=∂∂∂∂=∂∂∂因此有又而2、论述：试绘出由吉布斯自由能—成分曲线建立匀晶相图的过程示意图，并加以说明。

（假设两固相具有相同的晶体结构）。

由吉布斯自由能曲线建立匀晶相图如上所示，在高温T 1时，对于所有成分，液相的自由能都是最低；在温度T 2时，α和L 两相的自由能曲线有公切线，切点成分为x1和x2，由温度T 2线和两个切点成分在相图上可以确定一个液相线点和一个固相线点。

根据不同温度下自由能成分曲线，可以确定多个液相线点和固相线点，这些点连接起来就成为了液相线和固相线。

在低温T 3，固相α的自由能总是比液相L 的低，因此意味着此时相图上进入了固相区间。

HPV UGTSTS FPV3、论述：通过吉布斯自由能成分曲线阐述脱溶分解中由母相析出第二相的过程。

第二相析出：从过饱和固溶体α中(x0)析出另一种结构的β相(xβ)，母相的浓度变为xα. 即：α→β+ α1α→β+ α1 的相变驱动力ΔGm的计算为ΔGm=Gm(D)-Gm(C)，即图b中的CD段。

图b中EF是指在母相中出现较大为xβ的成分起伏时，由母相α析出第二相的驱动力。

4、根据Boltzman方程S=kLnW，计算高熵合金FeCoNiCuCrAl和FeCoNiCuCrAlTi0.1（即FeCoNiCuCrAl各为1mol，Ti为0.1mol）的摩尔组态熵。

(完整版)工程热力学习题集附答案

工程热力学习题集一、填空题1．能源按使用程度和技术可分为能源和能源。

2．孤立系是与外界无任何和交换的热力系。

3．单位质量的广延量参数具有参数的性质，称为比参数。

4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为。

5．只有过程且过程中无任何效应的过程是可逆过程。

6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水饱和水湿蒸气、和。

7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越、水蒸气含量越，湿空气越潮湿。

（填高、低和多、少）8．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为可逆循环。

9．熵流是由引起的。

10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。

11．能源按其有无加工、转换可分为能源和能源。

12．绝热系是与外界无交换的热力系。

13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。

14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为。

15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。

16．卡诺循环是由两个和两个过程所构成。

17．相对湿度越，湿空气越干燥，吸收水分的能力越。

（填大、小）18．克劳修斯积分/Q T δ⎰ 为不可逆循环。

19．熵产是由引起的。

20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。

21、基本热力学状态参数有：（）、（）、（）。

22、理想气体的热力学能是温度的（）函数。

23、热力平衡的充要条件是：（）。

24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（）。

25、卡诺循环由（）热力学过程组成。

26、熵增原理指出了热力过程进行的（）、（）、（）。

31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。

热力学习题及答案

（ D）
(A)水在25℃、可逆蒸发为水蒸气：△ S = △ H/T ；
(D)在等温等压下，可逆电池反应： △ S = △ H/T 12 ．在 -10 ℃、 101.325kPa 下， 1mol 水凝结成冰的过程中，下列哪个公式可以适用： (A) ∆U = T∆S；（B） ∆S =(∆H - ∆G)/T (C) ； ∆H = T∆S + V∆p； (D) ∆GT,p = 0。（B）
三、简答 1. 关于公式ΔGT，p＝WR'的下列说法是否正确？为什么？ (1) “体系从 A 态到 2) “等温等压下只有体系对外做非体积功时G才降低”；答：(1)不对,只有在 T,p 一定的可逆过程中,体系的 ΔGT ， p 才等于 WR ＇ ; 在其它条件下 , 不可逆过程中 ΔGT,p不等于WR＇。 (2) 不对,体系的吉布斯自由能是状态函数 ,假如 GB
一选择题 1. 1mol 单原子分子理想气体，经过一个循环过程W为－100J，则Q为： ∵ΔU=0 ∴Q=-W b a. 0; b. 100J; c. -100J; d.求不出(因不知过程可逆与否) 2.理想气体在可逆绝热膨胀过程中 ∵dS=δQr/T b a. U 增加； b. S 不变； c. S 增大； d. T 不变。 3.1mol 纯液体在其正常沸点时完全气化,该过程增大的量是： c a.蒸气压； b.气化热； c.熵； d.吉布斯函数。 4.液态水在100℃及101kPa下气化，则该过程 d P126 a. ΔH=0； b. ΔS=0; c. ΔA=0; d. ΔG=0. c 5. 1mol 理想气体经一等温可逆压缩过程，则 a. ΔG> ΔA; b. ΔG< ΔA; c. ΔG= ΔA; d.二者无法比较。 ΔA=ΔU-TΔS= -TΔS ΔG=ΔH-TΔS= -TΔS

（完整版）哈工大工程热力学习题答案——杨玉顺版

（完整版）哈⼯⼤⼯程热⼒学习题答案——杨⽟顺版第⼆章热⼒学第⼀定律思考题1. 热量和热⼒学能有什么区别？有什么联系？答：热量和热⼒学能是有明显区别的两个概念：热量指的是热⼒系通过界⾯与外界进⾏的热能交换量，是与热⼒过程有关的过程量。

热⼒系经历不同的过程与外界交换的热量是不同的；⽽热⼒学能指的是热⼒系内部⼤量微观粒⼦本⾝所具有的能量的总合，是与热⼒过程⽆关⽽与热⼒系所处的热⼒状态有关的状态量。

简⾔之，热量是热能的传输量，热⼒学能是能量？的储存量。

⼆者的联系可由热⼒学第⼀定律表达式 d d q u p v δ=+ 看出；热量的传输除了可能引起做功或者消耗功外还会引起热⼒学能的变化。

2. 如果将能量⽅程写为d d q u p v δ=+或d d q h v p δ=-那么它们的适⽤范围如何？答：⼆式均适⽤于任意⼯质组成的闭⼝系所进⾏的⽆摩擦的内部平衡过程。

因为 u h pv =-，()du d h pv dh pdv vdp =-=-- 对闭⼝系将 du 代⼊第⼀式得q dh pdv vdp pdv δ=--+ 即 q dh vdp δ=-。

3. 能量⽅程δq u p v =+d d （变⼤）与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变⼤）很相像，为什么热量 q 不是状态参数，⽽焓 h 是状态参数？答：尽管能量⽅程 q du pdv δ=+与焓的微分式 ()d d d h u pv =+（变⼤）似乎相象，但两者的数学本质不同，前者不是全微分的形式，⽽后者是全微分的形式。

是否状态参数的数学检验就是，看该参数的循环积分是否为零。

对焓的微分式来说，其循环积分：()dh du d pv =+蜒? 因为0du =??，()0d pv =??所以0dh =??，因此焓是状态参数。

⽽对于能量⽅程来说，其循环积分：q du pdv δ=+蜒?虽然： 0du =?? 但是： 0pdv ≠?? 所以： 0q δ≠?? 因此热量q 不是状态参数。

工程热力学习题及答案

题目类型一、填空题二、简答题三、分析推理题四、证明题五、说明题六、计算题一、填空题（共30分，每空1分）1、可逆过程是准静态过程的充分条件。

2、系统与外界既无能量交换又无质量交换的系统叫做孤立系统。

3、如大气压力为0.1MPa，则容器内真空度的最大值为0.1 MPa。

4、处于平衡状态的系统，其内部不存在势差。

5、膨胀功、技术功以及系统进出口的流动功四者的关系式为w t+p2v2=w+p1v16、制冷系数的取值范围是（0，+∞）。

7、范德瓦尔方程提出的基本观点为：实际气体分子本身占有体积，实际气体分子间存在吸引力。

8、压缩因子的定义是实际气体的比热与按理想气体求得的比热的比值。

9、定容过程加给系统的热量用于提高系统的内能；定压过程加给系统的热量用于提高系统的焓。

10、理想气体的真实比热不仅与气体的种类有关，还与气体的温度有关。

11、气体总压力与分压力之间遵循道尔顿定律；总容积与分容积之间遵循阿密盖特定律。

12、闭口系统的特点是控制质量；开口系统的特点是控制体积。

13、理想气体绝热节流前后，熵增大，温度不变。

14、活塞式压缩机的余隙对排气量有影响；对单位压缩轴功无影响。

15、在卡诺循环中，对热效率影响较大的是低温热源的温度。

16、凝华现象只有在物质的三相点压力以下才可能发生。

17、热力学第二定律的数学表达式为ds iso≥0 。

18、喷水蒸气加湿的过程为等温加湿过程，喷水加湿的过程为等焓加湿过程。

19、如1 kg湿空气中含有0.5kg水蒸气，则这种湿空气的含湿量为1000g/kg（a）。

20、获得超音速气流的两个条件是βb≤βc和采用渐缩渐扩喷管。

21、相对于蒸气压缩制冷而言，空气压缩制冷的缺点是制冷系数小；和单位工致的制冷量小。

22.在等熵流动中，由亚音速气流加速为超音速气流的过程中，以下参数是如何变化（增大、减小）：温度减小、比容增大、音速减小。

二、简答题：（共20分，每小题5分）１、简述背压式热电循环的原理，说明其意义。

工程热力学习题集附答案

图3
七、计算题
1．某蒸汽动力装置，蒸汽流量为40 t/h，进口处压力表读数为，进口比焓为kJ/kg；出口真空表读数为，比焓为kJ/kg ，当时当地大气压力为，汽轮机对环境放热为6.3×103kJ/h。试求：（1）汽轮机进出口蒸汽的绝对压力各为多少？（2）单位质量蒸汽经汽轮机对外输出功为多少？（3）汽轮机的功率为多大？（4）若进出口蒸汽流速分别为60m/s和140m/s时，对汽轮机输出功有多大影响？ 2．将0.8温度为1000℃的碳钢放入盛有6温度为18℃的水的绝热容器中，最后达到热平衡。试求此过程中不可逆引起的熵产。碳钢和水的比热容分别为和。 3、0.5kmol某种单原子理想气体，由25℃，2m3可逆绝热膨胀到1atm，然后在此状态的温度下定温可逆压缩回到2m3。（1）画出各过程的p-v图及T-s图；（5分）（2）计算整个过程的Q，W，ΔU， ΔH及ΔS。
A.流速不变，流量不变 B.流速降低，流量减小 C.流速不变，流量增大 D.流速降低，流量不变 23.把同样数量的气体由同一初态压缩到相同的终压，经( )过程气体终温最高。 A.绝热压缩 B.定温压缩 C.多变压缩 D.多级压缩
三、判断题
1．处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。（） 2．稳定流动系统中，维持工质流动的流动功和技术上可资利用的技术功，均是由热能转换所得的工质的体积功转化而来的。（） 3．稳定流动系统进出口工质的状态相同。（） 4．稳定流动系统的能量方程可理解为控制质量系统的能量方程。（） 5．不可能把热量从低温物体传向高温物体。（）．在相同温度界线之间变温热源可逆循环的热效率等于卡诺循环的热效率。（） 7．水蒸气在定温过程中。（） 8．湿空气的相对湿度越高，吸收水分的能力越强。（） 9．理想气体的比定容热容是比体积的单值函数。（） 10．当气流的M<1时，要使流速增加，则需使用渐扩喷管。（） 11．热力系破坏平衡的速度要比恢复平衡的速度快得多。（） 12．技术功为轴功和流动功之和。（） 13．稳定流动系统与外界交换的功和热量相等且不随时间而变。（） 14．焓是开口系统中流入（或流出）系统工质所携带的取决于热力学状态的总能量。（） 15．不可能从单一热源取热使之完全变为功。（） 16．概括性卡诺循环的热效率小于卡诺循环的热效率。（） 17．对任何温度的气体加压都能使其液化。（）

热力学课外习题(含答案)

判断题：√1．自然界发生的过程一定是不可逆过程。

×2．不可逆过程一定是自发过程。

(做了非体积功发生的过程不是自发过程)×3．熵增加的过程一定是自发过程。

（如自由膨胀过程）×4．绝热可逆过程的∆S = 0，绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0，绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。

×5．为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。

（设计一条可逆非绝热可逆过程来计算熵变）×6．由于系统经循环过程后回到始态，∆S = 0，所以一定是一个可逆循环过程。

（环境可能提供负熵流）×7．平衡态熵最大。

（在隔离体系中是对的）×8．在任意一可逆过程中∆S = 0，不可逆过程中∆S > 0。

9．理想气体经等温膨胀后，由于∆U = 0，所以吸的热全部转化为功，这与热力学第二定律矛盾吗?（不矛盾，因为在热全部转化为功的同时，引起了气体的状态的变化）×10．当系统向环境传热时(Q < 0)，系统的熵一定减少。

（熵变是可以过程的热温熵）√11．一切物质蒸发时，摩尔熵都增大。

（混乱度增大）×12．吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。

（条件：等温等压，非体积功等于0）×13．在等温、等压下，吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。

（当有非体积功如电功时可以发生）×14．系统由V 1膨胀到V 2，其中经过可逆途径时做的功最多。

（等温条件下如对的）×15．因Q p ＝ΔH ，Q v ＝ΔU ，所以Q p 和Q v 都是状态函数。

（热是过程量，不是状态函数）×16.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸汽压。

（非挥发性溶质的稀溶液）×17.在等温等压不做非体积功的条件下，反应Δr G m <0时，若值越小，自发进行反应的趋势就越强，反应进行得越快。

4热力学习题及答案

一、9选择题（共21分，每题3分）1、１.1mｏl理想气体从p-V图上初态ａ分别经历如图所示的（1)或（2)过程到达末态b.已知Tａ<Tb,则这两过程中气体吸收的热量Ｑ1和Q2的关系是［Ａ](A）Q１＞Ｑ2>0；(B) Q２>Q1＞0；(Ｃ) Q2<Q1<0；(D）Q1＜Q２＜０;(E)Ｑ1=Q２>0.２、图(a),(b），（c)各表示连接在一起的两个循环过程,其中(c）图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程, 图(a）和(ｂ)则为半径不相等的两个圆.那么:[ C ](Ａ）图(a)总净功为负,图(b)总净功为正,图(ｃ）总净功为零;(Ｂ）图（a)总净功为负，图(ｂ）总净功为负,图(c)总净功为正；（C) 图(a)总净功为负，图(ｂ)总净功为负,图(ｃ)总净功为零；(Ｄ) 图(a)总净功为正，图(b)总净功为正,图(ｃ)总净功为负.3、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ab’ｃ’dａ,那么循环abcda与ab’c’da所做的净功和热机效率变化情况是：(Ａ)净功增大，效率提高; ［ D ］（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.4、一定量的理想气体分别由图中初态a 经①过程a ｂ和由初态a ’ 经②过程初态a ’ｃb 到达相同的终态b ，如图所示,则两个过程中气体从外界吸收的热量Q 1,Q ２的关系为 [ Ｂ ]（A ）Ｑ1<０，Q １>Q 2 ; (B ） Q 1>0, Q 1＞Q 2 ；（C) Q 1＜0,Q 1<Q 2 ; (D) Q 1>0, Q 1<Ｑ2 .５、根据热力学第二定律可知: ［Ｄ ]（A) 功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功;(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.６、对于理想气体来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值？ [ D ］(A) 等容降压过程; (B ）等温膨胀过程; (C) 绝热膨胀过程；（D) 等压压缩过程.7、在下列各种说法中,哪些是正确的? [ B ] (1) 热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程． (2）热平衡过程一定是可逆过程.(３) 热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接．(４) 热平衡过程在ｐ-Ｖ图上可用一连续曲线表示．（A) (1),（2)； (Ｂ) (3）,(4）; (C ） (２),（3)，（4）; (D) (１),(2),(３)，(４). 8、对于室温下的双原子分子理想气体,在等压膨胀的情况下,系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比A/Q 等于: [ D ] (A) １/３； (B) 1/4; (C) 2/5; （D ） 2/7. 9、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) 75％ (Ｄ) ９1.７4％１0、一定量的理想气体,从p -V 图上初态a 经历(1)或(２)过程到达末态b ,已知a 、b 两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，则气体在［ B ] (A) （1)过程中吸热，(2) 过程中放热. (B) (1)过程中放热，(２）过程中吸热．（C) 两种过程中都吸热. (D) 两种过程中都放热.二、填空题p V1、有1m ｏl 刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外做功A,则其温度变化ΔT=＿__ A/R ___;从外界吸收的热量Q p ＝＿_7Ａ/２ _＿_.２、一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为η,它的逆过程的致冷机致冷系数w = T2/(T1-Ｔ2),则η与w 的关系为_____11W η=-＿_＿__．3.一热机由温度为7２7℃的高温热源吸热,向温度为5２７℃的低温热源放热．若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热20０0J,则此热机每一循环做功＿＿400__＿＿＿＿__J.4．热力学第二定律的克劳修斯叙述是＿热量不能自动地从低温物体传向高温物体开尔文叙述是_不可能把从单一热源吸收的热量在循环过程中全部转变为有用的功，而不引起任何其他物体为生变化__＿_＿＿__＿___＿________＿___．5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式,指出它们各表示什么过程． (1)p ｄV=(m ／Ｍ)R ｄT 表示___等压___＿__＿__过程; （2)Ｖdp=(m/Ｍ)RdT 表示____＿等体_____＿___过程； (3)ｐdV+Vdp=0表示__＿＿_＿_等温____＿_＿过程．6、如图，温度为T 0,2T 0，3T 0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1)abcd ａ；（2)dc ｅf ｄ;(３）abefa,则其效率分别为:η1=＿__３3.３%_＿＿;η２=＿＿＿5０% ___;η3=_＿__ 66．7%___.７. 理想气体在如图所示a-b-c 过程中，系统的内能增量E ∆=___0__ 8.已知一定量的理想气体经历ｐ－T 图上所示的循环过程，图中过程1-2中，气体___吸热＿_（填吸热或放热）。

热力学习题及答案解析

热力学习题及答案解析
热力学学习题及答案解析
热力学是物理学的一个重要分支，研究能量转化和热力学系统的性质。

在学习
热力学的过程中，我们经常会遇到各种热力学学习题，通过解题可以加深对热
力学知识的理解。

下面我们就来看看一些常见的热力学学习题及答案解析。

1. 问题：一个理想气体在等温过程中，体积从V1扩大到V2，求气体对外界所
做的功。

答案解析：在等温过程中，理想气体对外界所做的功可以用以下公式表示：
W = nRTln(V2/V1)，其中n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为温度。

根据这
个公式，我们可以计算出气体对外界所做的功。

2. 问题：一个物体从20摄氏度加热到80摄氏度，求其温度变化时吸收的热量。

答案解析：物体温度变化时吸收的热量可以用以下公式表示：Q = mcΔT，其
中m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度变化。

根据这个公式，我们
可以计算出物体温度变化时吸收的热量。

3. 问题：一个热机从高温热源吸收了500J的热量，向低温热源放出了300J的
热量，求该热机的热效率。

答案解析：热机的热效率可以用以下公式表示：η = 1 - Q2/Q1，其中Q1为
热机从高温热源吸收的热量，Q2为热机向低温热源放出的热量。

根据这个公式，我们可以计算出该热机的热效率。

通过以上几个热力学学习题及答案解析，我们可以看到在解题的过程中，需要
灵活运用热力学知识，并且掌握一定的计算方法。

希望通过不断的练习和思考，我们能够更好地理解和掌握热力学知识，提高解题能力。

热力学习题答案

热力学基础一、选择题1、在下列各种说法中，哪些是正确的？ [ B ](1) 准静态过程就是无摩擦力作用的过程．(2) 准静态过程一定是可逆过程．(3) 准静态过程是无限多个连续变化的平衡态的连接．(4) 准静态过程在p －V 图上可用一连续曲线表示．A 、(1)、(2)．B 、(3)、(4)．C 、(2)、(3)、(4)．D 、(1)、(2)、(3)、(4)．［ D ］2、根据热力学第二定律可知，下面说法正确的是A 、功可全部转换为热，但热不能全部转换为功。

B 、热可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。

3、一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后［ A ］(A) 温度不变，熵增加． (B) 温度升高，熵增加．(C) 温度降低，熵增加． (D) 温度不变，熵不变．二、填空题4、在p V 图上(1) 系统的某一平衡态用____一点_________来表示； (2) 系统的某一准静态过程用______一曲线__________来表示；(3) 系统的某一平衡循环过程用_____封闭曲线_____________来表示；5、如图所示为一理想气体几种状态变化过程的P-V 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM 、BM 、CM 三种准静态过程中：温度升高的是BM,CM____过程，气体吸热的是____CM_____过程。

温度降低的是____AM _____过程，气体放热的是___AM,BM______过程。

6、理想气体经历绝热自由膨胀过程，达到平衡后，它的温度不变；它的熵增加。

（填“增加” 、“不变”或“减少”）。

7、一定量的某种气体在等压变化过程中对外作功200J ，若此气体为单原子分子气体，则过程中需吸热___500J__,若此气体分子为双原子分子气体，则需吸热700J 。

第一章热力学第一定律习题答案

第一章热力学第一定律练习参考答案1. 一隔板将一刚性绝热容器分成左右两侧，左室气体的压力大于右室气体的压力。

现将隔板抽去，左、右气体的压力达到平衡。

若以全部气体作为体系，则ΔU、Q、W为正？为负？或为零？解:∵U=02. 试证明1mol理想气体在恒后下升温1K时，气体与环境交换的功等于摩尔气体常数R 。

解: 恒压下，W= - p外ΔV= - p外p TnR∆= - R(p外= p，n=1mol，ΔT=1 )3. 已知冰和水的密度分别为0.92×103 kg•m-3和1.0×103 kg•m-3，现有1mol 的水发生如下变化:(1) 在100℃、101.325kPa下蒸发为水蒸气，且水蒸气可视为理想气体；(2) 在0℃、101.325kPa下变为冰。

试求上述过程体系所作的体积功。

解: 恒压、相变过程，(1)W= -p外(V2 –V1) = - 101.325×103×⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯⨯⨯33100.1018.0110325.101373314.81=-3100 ( J )(2) W= - p外(V2 –V1) = - 101.325×103×⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯-⨯⨯33100.1018.011092.0018.01= -0.16 ( J )4. 若一封闭体系从某一始态变化到某一终态。

(1) Q、W、Q－W、ΔU是否已完全确定；(2) 若在绝热条件下，使体系从某一始态变化到某一终态，则(1)中的各量是否已完全确定？为什么？解:(1)Q+W、ΔU完全确定。

( Q+W=ΔU；Q、W与过程有关)(2) Q、W、Q+W、ΔU完全确定。

(Q=0，W = ΔU)5. 1mol理想气体从100℃、0.025m3经下述四个过程变为100℃、0.1m3:(1) 恒温可逆膨胀；(2) 向真空膨胀；(3) 恒外压为终态压力下膨胀；(4) 恒温下先以恒外压等于0.05m 3的压力膨胀至0.05m 3，再以恒外压等于终态压力下膨胀至0.1m 3。

大学物理吉林大学第6章热力学练习题及答案2021

8. 对于室温双原子分子理想气体，在等压膨胀时，
系统对外作功与从外界吸收热量之比A／Q 是
A．1／3 C．2／5
B．1／4 A / Q R / Cp D．2／7
9．一理想气体经过一循环过程ABCA，如图所示，
AB为等温过程，BC是等体过程，CA是绝热过程，
则该循环效率可用下列面积之比来表示
A. 面积(1)
D． (1)、(4)．
[解] 根据可逆过程的定义来分析： (1)可逆过程定义为无摩擦的准静态过程，由此可知准静态过程是可逆过程的必要条件而非充要条件。可逆过程一定是准静态过程，这一说法是正确的；反之，准静态过程不一定是可逆过程，因为有可能伴随摩擦(而引起热功转换)。 (2)如果系统与外界无法同时复原，一切影响无法被一一消除，则准静态过程不是可逆过程，故(2)不正确。 (3)不可逆过程可以反向进行，但系统与外界无法同时复原，引起了外界的变化，在外界留下了痕迹，使外界不能恢复原状，故(3)不正确。 (4)摩擦是产生不可逆的因素，故(4)正确。所以选 (D)。
13. “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，有如下几种评论，哪种是正确的？（）
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
7. 关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆
热力学过程一定是准静态过程； (2) 准静态过
程一定是可逆过程；(3) 不可逆过程就是不能向
相反方向进行的过程；(4) 凡有摩擦的过程,一定
是不可逆过程。以上四种判断，其中正确的是

热力学

热力学第一定律：Q E A (1)等温过程：E 0 Q A1 (2)绝热过程：Q＝0 E A2
等温压缩为放热过程
答案： A1 ； A2
5.一定量理想气体，从A状态(2 p1 , V1 ) 经历如图1所示的直线过程变到B状态( p1 , 2V1 ) ，则AB过程中系统做功A=______;内能改变 E =_______.
S B S A dS
A
B
B
A
dQ可逆 T
dQ 可逆 T
=0
答案（C）
P226：热力学第二定律的统计意义：自然过程总是由热力学概率小的宏观态向热力学概率大的宏观态进行。 P264：热力学定律指出一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，自然过程具有方向性，即一切宏观自然过程总是沿着熵增加的方向进行，平衡态对应着熵最大的状态（熵增加原理）。
1 3 A ( p1 2 p1 )(2V1 V1 ) p1V1 2 2
A状态： 2 p1V1 RTa B状态： 2 p1V1 RTb 故Ta Tb E 0
p 2 p1 p1 O V1 A B 2 V1 V
6.质量为0.02kg的氦气（视为理想气体），温度由17 0C升为27 0C，若在升温过程中：（）体积保持不变；（ 1 2）压强保持不变；（3）不与外界交换能量。试分别求出气体内能的改变，吸收的热量，外界对气体所做的功。
A：等体压缩过程中，系统对外所做的功为0； B：等温压缩过程中，内能的增量为0； C：绝热膨胀过程中，系统所吸收的热量为0； D：等压压缩过程中，系统对外做负功，且温度降低，故内能的增量和系统所吸收的热量为负。
4.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体所做的功 A1 ，又经过绝热膨胀返回原来体积时气体对外所做的功 A2 ，则整个过程中气体：（）从外界吸收的热量 1 Q＝－－－－－－－－－－－－；（2）内能增加了E＝－－－－－－－－－－。

热力学习题答案

第1章《热力学》习题解答1-1若一打足气的自行车内胎在7.0C 时轮胎中空气压强为54.010Pa ⨯，则在温度变为37.0C 时，轮胎内空气压强为多少？（设内胎容积不变）[解]：轮胎内的定质量空气做等容变化状态1 Pa P K T 511100.4,280⨯== 状态2：?,28022==P K T 由查理定律得Pa Pa P T T P T T P P 55112212121043.4100.4280310⨯=⨯⨯==⇒= 1-2 氧气瓶的容积为233.210m -⨯，其中氧气的压强为71.310Pa ⨯，氧气厂规定压强降到61.010Pa ⨯时，就应重新充气，以免经常洗瓶. 某小型吹玻璃车间平均每天用去30.40m 在51.0110Pa ⨯压强下的氧气，问一瓶氧气能用多少天？（设使用过程中温度不变）[解]：设氧气瓶的容积为320102.3m V -⨯=，使用过程的温度T 保持不变使用前氧气瓶中，氧气的压强为Pa P 71103.1,⨯= 根据克拉帕龙方程nRT PV =得：使用前氧气瓶中，氧气的摩尔数为RTV P n 011,=氧气压强降到Pa P 62100.1,⨯=时，氧气瓶中，氧气的摩尔数为RTV P n 022,=所以能用的氧气摩尔数为()21021,P P RTV n n n -=-=∆ 平均每天用去氧气的摩尔数RTV P n 333,=故一瓶氧气能用的天数为()()5.91001.140.010113102.3,562332103=⨯⨯⨯-⨯=-=∆=-P V P P V n n N 1-3在湖面下50.0m 深处（温度为4.0C ），有一个体积为531.010m -⨯的空气泡升到湖面上来. 若湖面的温度为17.0C ，求气泡到达湖面的体积.（取大气压为50 1.01310Pa p =⨯）[解]：空气泡在湖面下50.0m 深处时，3511100.1,277m V K T -⨯==Pa P gh P 5530110013.610013.15010100.1⨯=⨯+⨯⨯⨯=+=ρ气泡到达湖面时，Pa P K T 522100.1,290⨯==由理想气体状态方程222111T V P T V P =得： 35351122121029.6100.12772900.1013.6m m V T T P P V --⨯=⨯⨯⨯=⋅=1-4如图所示，一定量的空气开始时在状态为A ，压力为2atm ，体积为l 2, 沿直线AB 变化到状态B 后，压力变为1 atm ，体积变为l 3. 求在此过程中气体所作的功。

热力学第一定律习题及答案

热力学第一定律习题及答案1、某绝热系统在接受了环境所做的功之后，其温度（）？A、一定升高(正确答案)B、不一定改变C、一定不变D、一定降低2、对于理想气体的热力学能有下述四种理解：（1）状态一定，热力学能也一定；（2）对应于某一状态的热力学能是可以直接测定的；（3）对应于某一状态，热力学能只有一个数值，不可能有两个或两个以上的数值；（4）状态改变时，热力学能一定跟着改变。

其中都正确的是（）？A、（1），（2）B、（3），（4）C、（2），（4）D、（1），（3）(正确答案)3、将某理想气体从温度T1加热到T2,若此变化为非恒容途径，则其热力学能的变化△U应为何值（）？A、△U=0B、△U不存在C、(正确答案)D、△U等于其他值4、理想气体向真空绝热膨胀后，温度将（）？A、不变(正确答案)B、降低C、不一定D、升高5、在373.15K、标准压力下1mol水向真空蒸发成373.15K、标准压力的水蒸气。

该过程的Q为何值（）？A、Q=0B、Q=nRTC、Q=ΔHD、Q=ΔH–nRT(正确答案)6、下列过程中,系统内能变化不为零的是（）？A、不可逆循环过程B、两种理想气体的混合过程C、可逆循环过程D、纯液体的真空蒸发过程(正确答案)7、关于焓的性质,下列说法中正确的是（）？A、焓的增量只与系统的始末态有关(正确答案)B、焓是系统内含的热能,所以常称它为热焓C、焓是能量,它遵守热力学第一定律D、系统的焓值等于内能加体积功8、封闭体系发生的下列过程:①等温化学反应过程②理想气体等温过程③理想气体自由膨胀过程④可逆相变过程⑤气体节流膨胀过程，属于ΔU=0的有（）？A、②③(正确答案)B、②⑤C、③④D、①④9、把一杯热水放在热容为10J/K的箱子中，若把箱中空气和杯中的水作为体系，则体系应为（）？A、封闭体系(正确答案)B、敞开体系C、孤立体系D、绝热体系10、下述物理量中，①U；②P；③H；④V；⑤T,具有强度性质的是（）？A、①⑤B、②④C、①②D、②⑤(正确答案)11、对于双原子分子理想气体Cp/Cv应为（）？A、1.07B、1.40(正确答案)C、1.00D、1.2512、1mol理想气体从0℃恒容加热至100℃和从0℃恒压加热至100℃,二者的ΔU、ΔH、Q、W相同的量有（）？A、ΔU、QB、ΔU、ΔH(正确答案)C、ΔU、WD、ΔH、W13、公式ΔH=Qp适用于下列过程中的哪一个（）？A、298K、101.325kPa下电解CuSO4水溶液B、273K、101.325kPa下冰融化成水(正确答案)C、气体从状态Ⅰ等温可逆变化到状态ⅡD、理想气体从1013.25kPa反抗恒定的外压101.325kPa膨胀14、是（）A、-1006.61kJ·mol-1B、675.05kJ·mol-1(正确答案)C、1006.61kJ·mol-1D、-675.05kJ·mol-115、（）？A、B、C、D、(正确答案)16、没有非体积功条件下，系统的焓变∆H等于等压热。

第01章--热力学基本定律--习题及答案

第一章热力学基本定律习题及答案§ 1. 1 （P10）1.“任何系统无体积变化的过程就一定不做功。

”这句话对吗？为什么？解：不对。

体系和环境之间以功的形式交换的能量有多种，除体积功之外还有非体积功，如电功、表面功等。

2. “凡是系统的温度下降就一定放热给环境，而温度不变时则系统既不吸热也不放热。

”这结论正确吗？举例说明。

答：“凡是系统的温度下降就一定放热给环境”不对：体系温度下降可使内能降低而不放热，但能量可以多种方式和环境交换，除传热以外，还可对外做功，例如，绝热容器中理想气体的膨胀过程，温度下降释放的能量，没有传给环境，而是转换为对外做的体积功。

“温度不变时则系统既不吸热也不放热”也不对：等温等压相变过程，温度不变，但需要吸热(或放热), 如P Ө、373.15K 下，水变成同温同压的水蒸气的汽化过程，温度不变，但需要吸热。

3. 在一绝热容器中，其中浸有电热丝，通电加热。

将不同对象看作系统，则上述加热过程的Q 或W 大于、小于还是等于零？（讲解时配以图示）解：（1）以电热丝为系统：Q<0，W>0（2）以水为系统：Q>0，W=0（忽略水的体积变化）（3）以容器内所有物质为系统：Q=0，W>0（4）以容器内物质及一切有影响部分为系统：Q=0，W=0（视为孤立系统）4. 在等压的条件下，将1mol 理想气体加热使其温度升高1K ，试证明所做功的数值为R 。

解：理想气体等压过程：W = p(V -V ) = pV -PV = RT -RT = R(T -T ) = R5. 1mol 理想气体，初态体积为25dm , 温度为373.2K ，试计算分别通过下列四个不同过程，等温膨胀到终态体积100dm 时，系统对环境作的体积功。

（1）向真空膨胀。

（2）可逆膨胀。

（3）先在外压等于体积50 dm 时气体的平衡压力下，使气体膨胀到50 dm ，然后再在外压等于体积为100dm 时气体的平衡压力下，使气体膨胀到终态。

热力学习题

热力学基础习题练习一、选择题1. 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2. 热力学第一定律表明[ ] (A) 系统对外做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, 外界对系统所做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13. 一定量的理想气体从状态),(V p 出发, 到达另一状态)2,(V p ．一次是等温压缩到2V, 外界做功A ；另一次为绝热压缩到2V, 外界做功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 (C) ?A －?W －?Q (D) ?Q ＋?A －?W4. 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)，对外做的功为 [ ] (A))(12T T C M m V - (B) )(12T T C M m p - (C) )(12T T C M m V --(D) )(12T T C Mmp -- 5. 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6. 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．如果要使外界所做的机械功为最大, 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7. 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 ，如图9-1-34所示．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) 对外界做功8. 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做功 (C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外做功 (D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外做功9. 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做的净功一定大于010. 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做的功 (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11. 图9-1-50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． [ ]和I b II 是任意过 [ b II 负功 b II 负功 (C) I a II 过程吸热，做正功；I b II 过程吸热，做负功(D) I a II 过程放热，做正功；I b II 过程吸热，做正功二、填空题1. 各为1 mol 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． 2. 一定量气体作卡诺循环, 在一个循环中, 从热源吸热1000 J, 对外做功300 J ．若冷凝器的温度为7?C, 则热源的温度为．3. 1mol 理想气体(设VPC C =γ为已知)的循环过程如图9-2-11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 ．4. 一定量的理想气体，从A 状态),2(11V p 经历如图T 12T 2p 11(C)(A)(B)图9-1-509-2-12所示的直线过程变到B 状态)2,(11V p ，则AB 过程中系统做功___________, 内能改变△E ＝_________________．5. 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．6. 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：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3) 绝热过程．其中：__________过程气体对外做功最多；____________过程气体内能增加最多；__________过程气体吸收的热量最多．7. 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，试在图9-2-17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；(2) 气体的内能减少的是__________过程．8. 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．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9-3-1所示的直线过程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．C 127ο、低温热源2. 一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为温度为C 27ο时，其每次循环对外做净功8000 J ．今维持低温热源的温度不变，提高高温热源的温度，使其每次循环对外做净功10000 J ．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．3. 如图9-3-6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；1p 12(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=λ×105 J · kg －1，普适气体常量 R = J · mol －1 · K －1) 4. 比热容比=γ的理想气体，进行如图9-3-7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、气体所做的功和气体内能的增量; (3) 求循环效率．5. 绝热壁包围的汽缸被一绝热的活塞分成A ，B两室，活塞在汽缸内可无摩擦自由滑动，每室内部有1mol 的理想气体，定容热容量R C V 25=．开始时，气体都处在平衡态),,(000T V p ．现在对A 室加热，直到A 中压强变为20p 为止．(1) 求加热之后，A 、B 室中气体的体积和温度; (2) 在这过程中A 室中的气体做了多少功 (3) 加热器传给A 室的热量多少6. 图9-3-19所示为一循环过程的T -V 曲线．该循环的工质的物质的量为mol n 的理想气体，其中V C 和γ均已知且为常量．已知a 点的温度为1T ，体积为V 1，b 点的体积为V 2，ca 为绝热过程．求：(1) c 点的温度； (2) 循环的效率．7. 设一动力暖气装置由一台卡诺热机和一台卡诺制冷机组合而成．热机靠燃烧时释放的热量工作并向暖气系统中的水放热；同时，热机带动制冷机．制冷机自天然蓄水池中吸热，也向暖气系统放热．假定热机锅炉的温度为C 2101ο=t ，天然蓄水池中水的温度为C 152ο=t ，暖气系统的温度为C 603ο=t ，热机从燃料燃烧时获得热量×107J ，计算暖气系统所得热量．热力学基础答案一、选择题1. A2. C3. C4. C5. B6. A7. C8. B9. C 10. C 11. B 12. B 二、填空题1. 1:12. 127 ?C3. 2V , 1121T VV -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛γ,12121-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛γV V V RT4. 0,2311V p A = 5. R M T 32v =∆6. 等压，等压，等压7. 过程曲线如解图9-2-17所示，其中ab 为等压过程, ac 为等温过程, ad 为绝热过程．(1) 等压; (2) 绝热．8. (1) 气体内能；(2) 气体对外做功；(3) 内能和对外做功)3图9-3-1912三、计算题1. 解：(1) 在过程Ⅰ中气体对外做功为内能增量为由热力学第一定律，此过程气体吸收的热量为(2) 在过程II 中气体对外做功为⎰=322V V p A d ()2233222d 32V p V p V VV p V V V -==⎰ 又据C pV =21可得所以过程II 气体内能增量为 ()()22332322525V p V p T T R E -=-=∆ 过程II 气体吸热 J 1009.1J 1006.6J 1085.4433222⨯=⨯+⨯=∆+=E A Q 整个过程气体吸收热量 21Q Q Q +=2. 解：(1) J 32000J 4003001800011112=-==→=-=ηη净净A Q Q A T T ，净A Q Q +=21第二个热机2Q 不变，则 J 34000J 10000J 2400021=+='+='净A Q Q (2) 由 121T T '-='η 得 K 425K %4.291300121=-='-='ηT T 3. 解：(1) p –V 图上循环曲线如解图9-3-6所示，其中ab 为绝热线，bc 为等体线，ca 为等温线．(2) 等体过程放热为 Q V = C V (T 2－T 1) (1)等温过程吸热为 2ln 111V VRT Q T = (2) 绝热过程方程 211111)2(T V T V --=γγ (3) 双原子分子气体 R C V 25= 4.1=γ由(1)～(3)式解得系统一次循环放出的净热量为若100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则熔解的冰的质量为21016.7100-⨯==λQm kg4. 解：(1) c →a 等体过程有 cca a T p T p = 所以 75)(==ac a c p pT T Kb →c 等压过程有 cc a b T VT V =1p OV11所以 225)(==cbc b V V T T K (2) 气体的物质的量为 mol 321.0===aa a RT V p M mν 由 40.1=γ 可知气体为双原子分子气体，故 c →a 等体吸热过程 0=ca A b →c 等压压缩过程 J 400)(-=-=b c b bc V V p AJ 1000)(-=-=∆b c V bc T T C E ν 整个循环过程0=∆E ，循环过程净吸热为 a →b 过程净吸热 ca bc ab Q Q Q Q --=(3) 0>ab Q 为净吸热，a →b 过程经历了升温、降温过程，设温度转折点为x , a →b 过程)d d (2d 2d p V V p iT R i M m E +==, V p A d d = 由热力学第一定律ab 直线方程为43006100-=--V p ? V p d 75d -=于是有令0d =Q 解得3m 28.4=x V ，即a →x 吸热，x →b 放热5. 解：(1) B 室中进行的是绝热过程. 设初始平衡时状态为),,(000T V p ，达到平衡终态时，两室的状态为),,(A A A T V p 和),,(B B B T V p ，则有B A 02p p p == (1)由初终态的状态方程00A A B BA 0Bp V p V p V T T T == (2) 利用(1)式可得0A BA 0B22V V V T T T == (3) 对B 室有准静态绝热过程方程B B 00p V p V γγ= (4)由(3)、(4)式和57==Vp C C γ得 γγ1011B 222V V V ==- 和0011B 22.12T T T ≈=-γ由总体积一定，得A 室的终态体积为代入(3)式(2) 因活塞处无功耗，故A 气体推动活塞对B 气体做功的值等于B 气体的内能增量 (3) A 室中吸收的热量等于它对B 室做的功，加上自己内能的增量解图9-3-723/m V 6Pa 10/2p a2bc 4134•x6. 解：(1) ca 为绝热过程，则 12111--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=γγV V T V V T T c a a c(2 ) ab 为等温过程，工质吸热 1211ln V V nRT Q = bc 为等容过程，工质放热为循环过程的效率7. 解：卡诺热机效率131211T T Q Q-=-=η热机传给暖气系统热量 1132Q T TQ = (1)卡诺热机向致冷机输出的功1131)1(Q T T Q A -==η 卡诺致冷机从天然蓄水池中吸收热量为于是卡诺致冷机传给暖气的热量为)1(''132313121T TT T Q T Q wA A Q Q --=+=+=η (2)从(1)、(2)两式，再考虑到J 101.271⨯=Q ，可得暖气系统共吸收热量。

工程热力学复习题及答案

工程热力学复习题及答案一、选择题1. 热力学第一定律表明能量守恒，下列哪个选项正确描述了这一定律？A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以从一个物体转移到另一个物体，但其总量保持不变D. 能量既不能被创造也不能被消灭答案：C2. 在理想气体的绝热过程中，下列哪个物理量保持不变？A. 温度B. 压力C. 体积D. 熵答案：D3. 卡诺循环的效率与下列哪个因素有关？A. 工作介质的种类B. 热源和冷源的温度C. 循环过程中的摩擦D. 循环过程中的压力变化答案：B二、填空题1. 热力学第二定律指出，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不引起其他变化，这被称为_______。

答案：热力学第二定律2. 熵是热力学中描述系统无序程度的物理量，其单位是_______。

答案：焦耳/开尔文3. 在热力学中，一个系统的内能变化可以通过公式ΔU=Q-W来计算，其中Q表示_______，W表示_______。

答案：热量；功三、简答题1. 简述热力学第一定律和第二定律的基本内容。

答案：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表明能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。

第二定律则指出，自然界的总熵不会减少，即在任何自发过程中，系统的熵要么增加，要么保持不变，而不可能减少。

2. 描述理想气体在等温过程中的压力和体积之间的关系。

答案：在等温过程中，理想气体的压力和体积成反比关系，即PV=常数。

这意味着当气体体积增加时，压力会相应减小，反之亦然，而温度在整个过程中保持不变。

四、计算题1. 一个理想气体经历一个绝热过程，其初始状态为P1=100 kPa，V1=2 m³，最终状态为P2=50 kPa。

求最终状态的体积V2。

答案：根据绝热过程的方程PV^γ=常数，其中γ为绝热指数，对于理想气体γ=Cp/Cv。

由于题目中没有给出γ的具体值，我们无法直接计算V2。

但是，如果假设γ已知，可以通过上述方程解出V2。

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