热力学基础习题解答

本 章 要 点

1．体积功 2

1d V V W p V =⎰

2．热力学第一定律 21Q E E W E W =-+=∆+ d d d Q E W =+

3. 气体的摩尔热容 定容摩尔热容 2V i

C R

=

定压摩尔热容 (1)2

P i

C R =+

迈耶公式 C P =R+C V 4．循环过程 热机效率 2111Q W

Q Q η=

=- 制冷系数 22

12

Q T e W T T =

=- 5. 卡诺循环 卡诺热机效率 211

1T W

Q T η=

=- 卡诺制冷机制冷系数 22

12

Q T e W T T =

=- 6. 热力学第二定律定性表述：开尔文表述、克劳修斯表述；热力学第二定律的统计意义；

7. 熵与熵增原理 S=klnW 1

2ln W W

k S =∆≥0 2

211

d (

)Q

S S S T

∆=-=

⎰

可逆 习题10

一、选择题

10. A 二、填空题

1. 15J

2. 2/5

3. 41.610J ⨯

4. ||1W -； ||2W -

5. J ；? J

6. 500 ；700

7. W /R ； W 2

7 8. 112

3V p ；0 9.

22+i ; 2+i i 10. 8.31 J ; J 三、计算题 1. -700J

2. （1）T C =100 K; T B = 300 K ． (2) 400J AB W =; W BC = ?200 J; W CA =0

(3)循环中气体总吸热 Q = 200 J ．

3. (1) W da =－×103J ; (2) ΔE ab =×104 J ；

(3) 净功 W = ×103 J ； (4)η= 13％ 4. （1）10%η= ；（2）4310bc W J =⨯

习题10

一 选择题

1. 1摩尔氧气和1摩尔水蒸气（均视为刚性分子理想气体），在体积不变

的情况下吸收相等的热量，则它们的：

（A ）温度升高相同，压强增加相同。 （B ）温度升高不同，压强增加不同。

（C ）温度升高相同，压强增加不同。 （D ）温度升高不同，压强增加相同 。

[ ]

2. 一定量理想气体，从状态A开始，分别经历等压、等温、绝热三种过

程（AB、AC、AD），其容积由V

1都膨胀到2V

1

，其中。

(A) 气体内能增加的是等压过程，气体内能减少的的是等温过程。

(B) 气体内能增加的是绝热过程，气体内能减少的的是等压过程。

(C) 气体内能增加的是等压过程，气体内能减少的的是绝热过程。

(D) 气体内能增加的是绝热过程，气体内能减少的的是等温过程。

[ ]

3. 如图所示，一定量的理想气体，沿着图10-17中直线从状态a( 压强

p1 = 4 atm，体积V1 =2 L )变到状态b ( 压强p2 =2 atm，体积V2 =4

L )．则在此过程中：

（A）气体对外做正功，向外界放出热量．（B）气体对外做正功，

从外界吸热．

（C）气体对外做负功，向外界放出热量．（D）气体对外做正功，

内能减少．

[ ]

p (atm)

p

P

图10-19

图10-17 图10-18 4. 若在某个过程中，一定量的理想气体的内能E 随压强p 的变化关系为

一直线(其延长线过E －p 图10-18的原点)，则该过程为：

（A ） 等温过程 （B ） 等压过程 （C ） 等体过程 （D ） 绝热过程

[

]

5. 在室温条件下，压强、温度、体积都相同的氮气和氦气在等压过程中

吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为W (氮)／W (氦)＝______. （A ）5/9 （B ）5/7 （C ）1/1 （D ）9/5

[ ]

6. 一定量的理想气体，由初态a 经历a c b 过程到达终态b （如图10-19

示），已知a 、b 两状态处于同一条绝热线上，则______. (A ）内能增量为正，对外作功为正，系统吸热为正。 （B ）内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为正。 （C ）内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为负。 （

D

）

不

能

判

断

。

7. 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的

面积大小（图10-20

2S ，则二者大小关系是______.

(A)21S S > (B) 21S S < (C) 21S S = (D)无法确定

[ ]

8. 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______。

(A) 25％ (B) 50％ (C) 75％ (D) ％

[ ]

9.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的热量的______.

（A ）n 倍 （B ）n-1倍 （C ）n

1倍 （D ）

n

n 1

+倍 [

]

10. 关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述： （1）功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功。 （2）一切热机的效率都不可能等于1。 （3）热量不能从低温物体向高温物体传递。 （4）热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的。 以上这些叙述______.

图10-20