第9章思考题
令狐采学
91 理想气体物态方程是根据哪些实验定律导出的，其适用条件是什么？
92内能和热量的概念有何不合？下面两种说法是否正确？(1) 物体的温度愈高，则热量愈多；(2) 物体的温度愈高，则内能愈年夜？
93 在pV图上用一条曲线暗示的过程是否一定是准静态过程？理想气体经过自由膨胀由状态(p1,V1,T1)修改到状态(p2,V2,T1)，这一过程能否用一条等温线暗示。
94有可能对物体传热而不使物体的温度升高吗？有可能不作任何热交换，而系统的温度产生变更吗？95在一个房间里，有一台电冰箱在运转着，如果掀开冰箱的门，它能不克不及冷却这个房间？空调为什么会使房间变凉？
96根据热力学第二定律判别下列两种说法是否正确？
(1) 功可以全部转化为热，但热不克不及全部转化为功；
(2) 热量能够从高温物体传到高温物体，但不克不及从高温物体传到高温物体。
97 一条等温线和一条绝热线是否能有两个交点？为什么？
98 为什么热力学第二定律可以有许多不合的表述？
99 瓶子里装一些水，然后密闭起来。忽然概略的一些水温度升高而蒸发成汽，余下的水温变低，这件事可能吗？它违反热力学第一定律吗？它违反热力学第二定律吗？
910有一个可逆的卡诺机，以它做热机使用时，若工作的两热源温差愈年夜，则对做功越有利；看成制冷机使用时，如果工作的两热源温差愈年夜时，对制冷机是否也愈有利？（从效率上谈谈）
911可逆过程是否一定是准静态过程？准静态过程是否一定是可逆过程？有人说“但凡是有热接触的物体，它们之间进行热交换的过程都是不成逆过程。”这种说法对吗？
912如果功变热的不成逆性消失了，则理想气体自由膨胀的不成逆性也随之消失，是这样吗？
913热力学第二定律的统计意义是什么？如何从微观角度理解自然界自发过程的双标的目的性？
914西风吹过南北纵贯的山脉：空气由山脉西边的谷底越过，流动到山顶达到东边，在向下流动。空气在上升时膨胀，下降时压缩。若认为这样的上升、下降过程是准静态的，试问这样的过程是可逆的吗？
915 一杯热水置于空气中，他总要冷却到与周围环境相同的温度。这一过程中，水的熵减少了，这与熵增加原理矛盾吗？
916一定量气体经历绝热自由膨胀。既然是绝热的，即0d =Q ,那么熵变也应该为零。对吗？为什么？
习 题
91 一定量的某种理想气体按C pV =2（C 为恒量）的规律膨胀，阐发膨胀后气体的温度的变更情况。 解：已知(1) 2C pV =理想气体状态方程(2) RT M pV μ=
， 将(2)式代如(1)式，得 C V RT M =⋅μ
,整理，
R M C T V μ
=⋅ 对一定质量的理想气体，M 为定值，令 'R M C
C μ=,则
'C T V =⋅，
所以膨胀后气体温度成比例降低。
920.020kg 的氦气温度由17℃升到27℃，若在升温的过程中：（1）体积坚持不变；（2）压强坚持不变；（3）不与外界交换热量，试辨别求出气体内能的修改，吸收的热量，外界对气体所作的功。(设氦气可看作理想气体)
解：理想气体内能是温度的单值函数，一过程中气体温度的修改相同，所以内能的修改也相同，为： 热量和功因过程而异，辨别求之如下：
（1）等容过程：V=常量 A ＝0由热力学第一定律，
（2）等压过程：
由热力学第一定律，
负号暗示气体对外
作功，
（3）绝热过程Q ＝0由热力学第一定律
93辨别通过下列过程把标准状态下的0.014kg 氮气压缩为原体积的一半：（1）等温过程；（2）绝热过程；
（3）等压过程。试辨别求出在这些过程中内能的修改，传递的热量和外界对气体所作的功。设氮气可看作理想气体，且R C V 2
5m , 。 解（1）等温过程：理想气体内能是温度的单值函数，过程中温度不变，故 由热力学第一定律
负号暗示系统向外界放热
（2）绝热过程 由或得 由热力学第一定律另外，也可以由
及先求得A
（3）等压过程，有
或而
所以＝＝
＝
由热力学第一定律， 也可以由求之
另外，由计算结果可见，等压压缩过程，外界作功，系统放热，内能减少，数量关系为，系统放的热即是其内能的减少和外界作的功。
94在标准状态下0.016kg 的氧气，辨别经过下列过程从外界吸收了80cal 的热量。（1）若为等温过程，求终态体积。（2）若为等体过程，求终态压强。（3）若为等压过程，求气体内能的变更。设氧气可看作理想气体，且R C V 2
5m , 。 解：（1）等温过
程 则
故
（2）等体过程
（3）等压过程
95 1mol 单原子理想气体的温度从300K 增加到350K ，（1）容积坚持不变；（2）压强坚持不变。问在这两个过程中各吸收了几多热量？增加了几多内能？对外做了几多功？
解：(1)等体过程
由热力学第一定律得E Q ∆=
吸热
J T R M T C M
E Q V 25.623)300350(31.82
323=-⨯⨯=∆=∆=∆=μμ 对外作功0=W
(2)等压过程
J T R i M T C M
Q p 75.1038)300350(31.82
522=-⨯⨯=∆+=∆==μμ 吸热 T R i M T C M
E V ∆=∆=∆2
μμ 内能增加
J T R M T C M
E V 25.623)300350(31.82
323=-⨯⨯=∆=∆=∆μμ 对外作功 J E Q W 41525.62375.1038=-=∆-= 961mol 的氢气，在压强为51.010Pa ⨯，温度为20℃时，其体积为0V 。如先坚持体积不变，加热使其温度升高到
