大学物理题库-热力学-精选.pdf

《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，b 1a 和b 2a 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 ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功； （D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 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，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+∆知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】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A B P P =。

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 ）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A B T T <，必有A B E E <；而功、热量是 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 ）6J ； （B ）3J ； （C ）5J ； （D ）10J 。

【提示：等体过程不做功，有Q E =∆，而2mol M iE R T M ∆=∆，所以需传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 （）C （）B （）D （）【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 ）2000J ； （B ）1000J ； （C ）4000J ； （D ）500J 。

第9章 热力学根底一、选择题1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法．其中正确的选项是[] (A) 准静态过程一定是可逆过程(B) 可逆过程一定是准静态过程(C) 二者都是理想化的过程(D) 二者实质上是热力学中的同一个概念2. 对于物体的热力学过程, 以下说法中正确的选项是[] (A) 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, 假设单位体积所含热量越多, 则其温度越高(D) 以上说法都不对3. 有关热量, 以下说法中正确的选项是[] (A) 热是一种物质(B) 热能是物质系统的状态参量(C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量(D) 热传递是改变物质系统能的一种形式4. 关于功的以下各说法中, 错误的选项是[] (A) 功是能量变化的一种量度(B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量(C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样(D) 系统具有的能量等于系统对外作的功5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 示[] (A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等体过程 (D) 绝热过程6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式[] (A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等体过程 (D) 绝热过程7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式0d d =+V p p V 表示[] (A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等体过程 (D) 绝热过程8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式[] (A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等体过程 (D) 任意过程9. 热力学第一定律说明:[] (A) 系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量(B) 系统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, 外界对系统所作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110. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q = d E +d A ．在以下过程中, 这三者同时为正的过程是[] (A) 等温膨胀 (B) 等容膨胀(C) 等压膨胀(D) 绝热膨胀11. 对理想气体的等压压缩过程，以下表述正确的选项是[] (A) d A ＞0, d E ＞0, d Q ＞0 (B) d A ＜0, d E ＜0, d Q ＜0(C) d A ＜0, d E ＞0, d Q ＜0 (D) d A = 0, d E = 0, d Q = 012.[] (A) 理想气体 (B) 等压过程 (C) 准静态过程 (D) 任何过程 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 , 外界作功A ；另一次为绝热压缩到2V , 外界作功W ．比拟这两个功值的大小是 [] (A) A ＞W (B) A = W (C) A ＜W (D) 条件不够，不能比拟 14. 1mol 理想气体从初态(T 1、p 1、V 1 )等温压缩到体积V 2, 外界对气体所作的功为[] (A) 121ln V V RT (B) 211ln V V RT (C) )(121V V p - (D) 1122V p V p -15. 如果∆W 表示气体等温压缩至给定体积所作的功, ∆Q 表示在此过程中气体吸收的热量, ∆A 表示气体绝热膨胀回到它原有体积所作的功, 则整个过程中气体能的变化为[] (A) ∆W ＋∆Q －∆A (B) ∆Q －∆W －∆A(C) ∆A －∆W －∆Q (D) ∆Q ＋∆A －∆W16. 理想气体能增量的表示式T C E V ∆=∆ν适用于[] (A) 等体过程 (B) 等压过程 (C) 绝热过程(D) 任何过程17. 刚性双原子分子气体的定压比热与定体比热之比在高温时为[] (A) 1.0 (B) 1.2 (C) 1.3 (D) 1.418. 公式R C C V p +=在什么条件下成立"[] (A) 气体的质量为1 kg (B) 气体的压强不太高(C) 气体的温度不太低 (D) 理想气体19. 同一种气体的定压摩尔热容大于定体摩尔热容, 其原因是[] (A) 膨胀系数不同 (B) 温度不同(C) 气体膨胀需要作功 (D) 分子引力不同20. 摩尔数一样的两种理想气体, 一种是单原子分子气体, 另一种是双原子分子气体, 从同一状态开场经等体升压到原来压强的两倍．在此过程中, 两气体[] (A) 从外界吸热和能的增量均一样(B) 从外界吸热和能的增量均不一样(C) 从外界吸热一样, 能的增量不一样(D) 从外界吸热不同, 能的增量一样21. 两气缸装有同样的理想气体, 初态一样．经等体过程后, 其中一缸气体的压强变为原来的两倍, 另一缸气体的温度也变为原来的两倍．在此过程中, 两气体从外界吸热[] (A) 一样 (B) 不一样, 前一种情况吸热多(C) 不一样, 后一种情况吸热较多 (D) 吸热多少无法判断22. 摩尔数一样的理想气体H 2和He, 从同一初态开场经等压膨胀到体积增大一倍时[] (A) H 2对外作的功大于He 对外作的功(B) H 2对外作的功小于He 对外作的功(C) H 2的吸热大于He 的吸热(D) H 2的吸热小于He 的吸热23. 摩尔数一样的两种理想气体, 一种是单原子分子, 另一种是双原子分子, 从同一状态开场经等压膨胀到原体积的两倍．在此过程中, 两气体[] (A) 对外作功和从外界吸热均一样(B) 对外作功和从外界吸热均不一样(C) 对外作功一样, 从外界吸热不同(D) 对外作功不同, 从外界吸热一样24. 摩尔数一样但分子自由度不同的两种理想气体从同一初态开场作等温膨胀, 假设膨胀后体积一样, 则两气体在此过程中[] (A) 对外作功一样, 吸热不同(B) 对外作功不同, 吸热一样(C) 对外作功和吸热均一样(D) 对外作功和吸热均不一样25. 两气缸装有同样的理想气体, 初始状态一样．等温膨胀后, 其中一气缸的体积膨胀为原来的两倍, 另一气缸气体的压强减小到原来的一半．在其变化过程中, 两气体对外作功[] (A) 一样(B) 不一样, 前一种情况作功较大(C) 不一样, 后一种情况作功较大 (D) 作功大小无法判断26. 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)，对外作的功为[] (A) )(12T T C MV -μ (B) )(12T T C Mp -μ(C) )(12T T C MV --μ (D) )(12T T C M p --μ27. 在273K 和一个1atm 下的单原子分子理想气体占有体积22.4升．将此气体绝热压缩至体积为16.8升, 需要作多少功"[] (A) 330 J (B) 680 J (C) 719 J (D) 223 J28. 一定量的理想气体分别经历了等压、等体和绝热过程后其能均由E 1变化到E 2．在上述三过程中, 气体的[] (A) 温度变化一样, 吸热一样 (B) 温度变化一样, 吸热不同(C) 温度变化不同, 吸热一样 (D) 温度变化不同, 吸热也不同29. 如果使系统从初态变到位于同一绝热线上的另一终态则[] (A) 系统的总能不变(B) 联结这两态有许多绝热路径(C) 联结这两态只可能有一个绝热路径(D) 由于没有热量的传递, 所以没有作功30. 一定量的理想气体, 从同一状态出发, 经绝热压缩和等温压缩到达一样体积时, 绝热压缩比等温压缩的终态压强[] (A) 较高 (B) 较低(C) 相等 (D) 无法比拟31. 一定质量的理想气体从*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．如果要使外界所作的机械功为最大, 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32. 视为理想气体的0.04 kg 的氦气(原子量为4), 温度由290K 升为300K ．假设在升温过程中对外膨胀作功831 J, 则此过程是[] (A) 等体过程 (B) 等压过程(C) 绝热过程(D) 等体过程和等压过程均可能33. 一定质量的理想气体经历了以下哪一个变化过程后, 它的能是增大的"[] (A) 等温压缩 (B) 等体降压(C) 等压压缩 (D) 等压膨胀34. 一定量的理想气体从初态),(T V 开场, 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 ．在这个循环中, 气体必然[] (A) 能增加 (B) 能减少(C) 向外界放热 (D) 对外界作功35. 提高实际热机的效率, 下面几种设想中不可行的是[] (A) 采用摩尔热容量较大的气体作工作物质(B) 提高高温热源的温度(C) 使循环尽量接近卡诺循环(D) 力求减少热损失、摩擦等不可逆因素36. 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展技术改良, 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展热机循环作功(C) 从一个热源吸热, 不断作等温膨胀, 对外作功(D) 从一个热源吸热, 不断作绝热膨胀, 对外作功37. 以下说法中唯一正确的选项是[] (A) 任何热机的效率均可表示为吸Q A =η (B) 任何可逆热机的效率均可表示为高低T T -=1η (C) 一条等温线与一条绝热线可以相交两次(D) 两条绝热线与一条等温线可以构成一个循环38. 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作的净功一定大于039. 在功与热的转变过程中, 下面说法中正确的选项是[] (A) 可逆卡诺机的效率最高, 但恒小于1(B) 可逆卡诺机的效率最高, 可到达1(C) 功可以全部变为热量, 而热量不能全部变为功(D) 绝热过程对外作功, 系统的能必增加40. 两个恒温热源的温度分别为T 和t , 如果T ＞t , 则在这两个热源之间进展的卡诺循环热机的效率为 [] (A) t T T - (B) t t T - (C) T t T - (D) Tt T + 41. 对于热传递, 以下表达中正确的选项是[] (A) 热量不能从低温物体向高温物体传递(B) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的(C) 热传递的不可逆性不同于热功转换的不可逆性(D) 理想气体等温膨胀时本身能不变, 所以该过程也不会传热42. 根据热力学第二定律可知, 以下说法中唯一正确的选项是[] (A) 功可以全部转换为热, 但热不能全部转换为功(B) 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(C) 不可逆过程就是不能沿相反方向进展的过程(D) 一切自发过程都是不可逆过程43. 根据热力学第二定律判断, 以下哪种说法是正确的[] (A) 热量能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(B) 功可以全部变为热, 但热不能全部变为功(C) 气体能够自由膨胀, 但不能自由压缩(D) 有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量, 但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量44. 热力学第二定律说明:[] (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作的功(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45. "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, 有以下几种评论, 哪一种是正确的"[] (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46. 有人设计了一台卡诺热机(可逆的)．每循环一次可从400K 的高温热源吸收1800J 的热量, 向300K 的低温热源放热800J, 同时对外作功1000J ．这样的设计是[] (A) 可以的, 符合热力学第一定律(B) 可以的, 符合热力学第二定律(C) 不行的, 卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量(D) 不行的, 这个热机的效率超过了理论值47. 1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B, 如果变化过程不知道, 但A 、B 两态的压强、温度、体积都知道, 则可求出[] (A) 气体所作的功 (B) 气体能的变化(C) 气体传给外界的热量 (D) 气体的质量48. 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da c b a ''，则循环abcda 与da c b a ''所作的功和热机效率变化情况是：[] (A) 净功增大，效率提高(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49. 用两种方法： 使高温热源的温度T 1升高△T ；使低温热源的温度T 2降低同样的△T 值；分别可使卡诺循环的效率升高1η∆和 2η∆，两者相比：[] (A)1η∆>2η∆(B) 2η∆>1η∆(C)1η∆＝2η∆ (D) 无法确定哪个大50. 下面所列四图分别表示*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．[]51. 在T9-1-51图中，I c II 为理想气体绝热过程，I a II和I b II 是任意过程．此两任意过程中气体作功与吸收热量的情况是:[] (A) I a II 过程放热，作负功；I b II 过程放热，作负功 (B) I a II 过程吸热，作负功；I b II 过程放热，作负功(C) I a II 过程吸热，作正功；I b II 过程吸热，作负功 (D) I a II 过程放热，作正功；I b II 过程吸热，作正功52. 给定理想气体，从标准状态(p 0,V 0,T 0)开场作绝热膨胀，体积增大到3倍．膨胀后温度T 、压强p 与标准状态时T 0、p 0之关系为(γ 为比热比) [] (A) 01)31(T T -=γ, 0)31(p p γ=(B) 0)31(T T γ=,01)31(p p -=γ (C) 0)31(T T γ-=,01)31(p p -=γ (D) 01)31(T T -=γ,0)31(p p γ-= 53.甲说："由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1．〞乙说："热力学第二定律可表述为效率等于 100％的热机不可能制造成功．〞丙说："由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于)1(12T T -．〞丁说："由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于)1(12T T -．〞对以上说法，有如下几种评论，哪种是正确的"[] (A) 甲、乙、丙、丁全对 (B) 甲、乙、丙、丁全错(C) 甲、乙、丁对，丙错 (D) 乙、丁对，甲、丙错54.*理想气体分别进展了如T9-1-54图所示的两个卡诺循环：I(abcda )和II(a'b'c'd'a')，且两个循环曲线所围面积相等．设循环I 的效率为η，每次循环在高温热源处吸的热量为Q ，循环II 的效率为η'，每次循环在高温热源处吸的热量为Q '，则 [] (A) Q Q '<'<,ηη(B) Q Q '>'<,ηη (C) Q Q '<'>,ηη (D) Q Q '>'>,ηη 55.两个完全一样的气缸盛有同种气体，设其初始状态一样．今使它们分别作绝热压缩至一样的体积，其中气缸1的压缩过程是非准静态过程，而气缸2的压缩过程则是准静态过程．比拟这两种情况的温度变化：[] (A) 气缸1和气缸2气体的温度变化一样T9-1-51图T9-1-54图(B) 气缸1的气体较气缸2的气体的温度变化大(C) 气缸1的气体较气缸2的气体的温度变化小(D) 气缸1和气缸2的气体的温度无变化二、填空题1. 不等量的氢气和氦气从一样的初态作等压膨胀, 体积变为原来的两倍．在这过程中, 氢气和氦气对外作的功之比为．2. 1mol 的单原子分子理想气体, 在1atm 的恒定压力下从273K 加热到373K, 气体的能改变了．3. 各为1摩尔的氢气和氦气, 从同一状态(p ,V )开场作等温膨胀．假设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． 4. 两个一样的容器, 一个装氢气, 一个装氦气(均视为刚性分子理想气体)，开场时它们的压强和温度都相等．现将6J 热量传给氦气, 使之温度升高．假设使氢气也升高同样的温度, 则应向氢气传递的热量为．5. 1摩尔的单原子分子理想气体, 在1个大气压的恒定压力作用下从273K 加热到373K, 此过程中气体作的功为．6. 273K 和一个1atm 下的单原子分子理想气体占有体积22.4升．此气体等温压缩至体积为16.8升的过程中需作的功为．7. 一定量气体作卡诺循环, 在一个循环中, 从热源吸热1000 J, 对外作功300 J ．假设冷凝器的温度为7︒C, 则热源的温度为．8. 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影局部)分别为1S 和2S ，则二者的大小关系是．9. 一卡诺机(可逆的)，低温热源的温度为C 27 ，热机效率为40%，其高温热源温度为K ．今欲将该热机效率提高到50%，假设低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加K ．10. 一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为η，它的逆过程的致冷系数212T T T w -=，则η与w 的关系为．T9-2-8图11. 1mol 理想气体(设V P C C =γ为)的循环过程如T －V 图所示，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．则C 点的状态参量为：=C V ，=C T ，=C p ．12. 一定量的理想气体，从A 状态),2(11V p 经历如T9-2-12图所示的直线过程变到B 状态),(11V p ，则AB 过程中系统作功___________, 能改变△E ＝_________________．13. 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．当容器突然停顿后，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．14. 有ν摩尔理想气体，作如T9-2-14图所示的循环过程abca ，其中acb 为半圆弧，b －a 为等压过程，a c p p 2=，在此循环过程中气体净吸热量为Q νC p )(a b T T -〔填入：> , <或＝〕． 15. 一定量的理想气体经历acb 过程时吸热550 J ．则经历acbea 过程时，吸热为．16. 一定量理想气体，从同一状态开场使其体积由V 1膨胀到2V 1，分别经历以下三种过程： 等压过程； 等温过程；●绝热过程．其中：__________过程气体对外作功最多；____________过程气体能增加最多；__________过程气体吸收的热量最多．17. 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T9-2-17图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) 气体的能增加的是__________过程；T 12T T9-2-11图2p 11 T9-2-12图p p T9-2-14图533m 10-T9-2-15图1 2(2) 气体的能减少的是__________过程．18. 如T9-2-18图所示，图中两局部的面积分别为S 1和S 2．如果气体的膨胀过程为a →1→b ，则气体对外做功W ＝________；如果气体进展a →1→b →2→a 的循环过程，则它对外做功W ＝_______________．19. 如T9-2-19图所示，一定量的理想气体经历cb a →→过程，在此过程中气体从外界吸收热量Q ，系统能变化E ∆．则Q和E ∆ >0或<0或= 0的情况是：Q _________， ∆E __________．20. 将热量Q 传给一定量的理想气体，(1) 假设气体的体积不变，则其热量转化为；(2) 假设气体的温度不变，则其热量转化为；(3) 假设气体的压强不变，则其热量转化为．21. 一能量为1012 eV 的宇宙射线粒子，射入一氖管中，氖管充有 0.1 mol 的氖气，假设宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收，则氖气温度升高了_________________K ．(1 eV ＝1.60×10-19J ，普适气体常量R ＝8.31 J/(mol ⋅K)〕22. 有一卡诺热机，用29kg 空气作为工作物质，工作在27℃的高温热源与-73℃的低温热源之间，此热机的效率η＝______________．假设在等温膨胀的过程中气缸体积增大到2.718倍，则此热机每一循环所作的功为_________________．(空气的摩尔质量为29×10-3 kg ⋅mol -1，普适气体常量R ＝8.3111K mol J --⋅⋅) 23. 一气体分子的质量可以根据该气体的定体比热来计算．氩气的定体比热c V=0.314 k J ·kg -1·K -1，则氩原子的质量m =__________．三、计算题1. 1 mol 刚性双原子分子的理想气体，开场时处于Pa 1001.151⨯=p 、331m 10-=V 的状态，然后经图示直线过程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．1p VT9-3-1图T9-2-19图2. 1 mol 的理想气体，完成了由两个等容过程和两个等压过程构成的循环过程〔如T9-3-2图〕，状态1的温度为1T ，状态3的温度为3T ，且状态2和4在同一等温线上．试求气体在这一循环过程中作的功．3. 一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为C 127 、低温热源温度为C 27 时，其每次循环对外作净功8000J ．今维持低温热源的温度不变，提高高温热源的温度，使其每次循环对外作净功10000J ．假设两个卡诺循环都工作在一样的两条绝热线之间，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．4. *种单原子分子的理想气体作卡诺循环，循环效率%20=η，试问气体在绝热膨胀时，气体体积增大到原来的几倍"5. 1mol 双原子分子理想气体作如T9-3-5图所示的可逆循环过程，其中1－2为直线，2－3为绝热线，3－1为等温线．13128,2V V T T ==，试求：(1) 各过程的功，能增量和传递的热量；(用1T 和常数表示)(2) 此循环的效率η．(注：循环效率1Q A =η，A 为每一循环过程气体对外所作的功，1Q 为每一循环过程气体吸收的热量)6. 如T9-3-6图所示，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； (2) 假设作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"(冰的熔解热=λ 3.35×105 J ·kg －1，普适气体常量 R =8.31J ·mol－1·K －1)7. 比热容比=γ 1.40的理想气体，进展如T9-3-7图所示的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、气体所作的功和气体能的增量;T9-3-2图123 T9-3-5图T9-3-6图T9-3-7)3(3) 求循环效率．8. 一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为-10℃，室温为15℃．假设按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗J 102的功，可以从冷冻室中吸出多少热量"9. 一可逆卡诺热机低温热源的温度为7.0℃，效率为40%；假设要将其效率提高50%，则高温热源温度需提高几度"10. 绝热容器中有一定量的气体，初始压强和体积分别为0p 和0V ．用一根通有电流的电阻丝对它加热(设电阻不随温度改变)．在加热的电流和时间都一样的条件下，第一次保持体积0V 不变，压强变为1p ；第二次保持压强0p 不变，而体积变为1V ．不计电阻丝的热容量，求该气体的比热容比．11.空气中的声速的表达式为u =，其中ρ是气体密度，κ是体弹性模量，满足关系式V p Vκ∆∆=-．就以下两种情况计算其声速： (1)假定声波传播时空气的压缩和膨胀过程是一个等温过程(即等温声速模型，亦称为牛顿模型)；(2)假定声波传播时空气的压缩和膨胀过程是一个绝热过程(即绝热声速模型)；比拟这两个结果你得出什么结论"〔设空气中只有氮气〕12. *热机循环从高温热源获得热量Q H ，并把热量Q L 排给低温热源．设高、低温热源的温度分别为T H =2000K 和T L =300K ，试确定在以下条件下热机是可逆、不可逆或不可能存在的．(1) Q H =1000J ，A =900J ；(2) Q H =2000J ，Q L =300J ；(3) A =1500J ，Q L =500J ．13. 研究动力循环和制冷循环是热力学的重要应用之一．燃机以气缸燃烧的气体为工质．对于四冲程火花塞点燃式汽油发动机来说，它的理想循环是定体加热循环，称为奥托循环〔Otto cycle 〕．而对于四冲程压燃式柴油机来说，它的理想循环是定压加热循环，称为狄塞耳循环〔Diesel cycle 〕．如T9-3-13图所示，往复式燃机的奥托循环经历了以下四个冲程：〔1〕吸气冲程〔0→1〕：当活塞由上止点T 向下止点B运时，进气阀翻开，在大气压力下吸入汽油蒸气和空气的混合气体．〔2〕压缩冲程：进气阀关闭，活塞向左运行，混合气体被绝热压缩〔1→2〕；活塞移动T 点时，混合气体被电火花点燃迅速燃烧，可以认为是定体加热过程〔2→3〕，吸收热量1Q ．〔3〕动力冲程：燃烧气体绝热膨胀，推动活塞对外作功〔3→4〕；然后，气体在定体条件下降压〔4→1〕，放出热量2Q ．〔4〕排气冲程：活塞向左运行，剩余气体从排气阀排出．假定燃机中T9-3-13图V的工质是理想气体并保持定量，试求上述奥托循环1→2→3→4→1的效率η．14. 绝热壁包围的气缸被一绝热的活塞分成A ，B 两室，活塞在气缸可无摩擦自由滑动，每室部有1摩尔的理想气体，定容热容量R c V 25=．开场时，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) 加热完毕后，B 室中气体的温度和体积"(2) 求加热之后，A 、B 室中气体的体积和温度;(3) 在这过程中A 室中的气体作了多少功"(4) 加热器传给A 室的热量多少" 15. 如T9-3-15图所示，器壁与活塞均绝热的容器中间被一隔板等分为两局部，其中右边贮有1摩尔处于标准状态的氦气(可视为理想气体)，左边为真空．现先把隔板拉开，待气体平衡后，再缓慢向右推动活塞，把气体压缩到原来的体积．求氦气的温度改变量． 16.如T9-3-15图所示，一固定绝热隔板将*种理想气体分成A 、B两局部，B 的外侧是可动活塞．开场时A 、B 两局部的温度T 、体积V 、压强p 均一样，并与大气压强相平衡．现对A 、B 两局部气体缓慢地加热，当对A 和B 给予相等的热量Q 以后，A 室中气体的温度升高度数与B 室中气体的温度升高度数之比为7:5． (1) 求该气体的定体摩尔热容C V 和定压摩尔热容C p ；(2) B 室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功？ 17.有两个全同的物体，其能为(u CT C =为常数)，初始时两物体的温度分别为21T T 、．现以两物体分别为高、低温热源驱动一卡诺热机运行，最后两物体到达一共同温度f T ．求(1)f T ；(2)求卡诺热机所作的功．18. 温度为25℃、压强为1atm 的1mol 刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍．(普适气体常量R ＝8.31 1--⋅⋅K mol J 1，ln 3=1.0986)(1) 计算这个过程中气体对外所作的功；(2) 假假设气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，则气体对外作的功又是多少"19. 图T9-3-19为一循环过程的T -V 曲线．该循环的工质为mol μ的理想气体，其中V C 和γ均且为常量．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． 20. 设一动力暖气装置由一台卡诺热机和一台卡诺致冷机组合而成．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，热机带动致冷机．致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 2101=t ，天然蓄水池中水的温度为C 152 =t ，暖气系统的温度为C 603 =t ，热机从燃料燃烧时获得热量2.1×107J ，计算暖气系统所得热量．T9-3-15图 He 空真 T9-3-17图A BT9-3-19图。

大学物理热学练习题及答案第一题：一个物体的质量是1 kg，温度从20°C升高到30°C，如果物体的比热容是4200 J/(kg·°C)，求物体吸收的热量。

解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。

代入数据得：Q = 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × (30°C - 20°C)= 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × 10°C= 42,000 J所以物体吸收的热量为42,000 J。

第二题：一块金属材料的质量是0.5 kg，它的比热容是400 J/(kg·°C)，经过加热后，材料的温度升高了60°C。

求该金属材料所吸收的热量。

解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。

代入数据得：Q = 0.5 kg × 400 J/(kg·°C) × 60°C= 12,000 J所以金属材料吸收的热量为12,000 J。

第三题：一个热容为300 J/(kg·°C)的物体，吸收了500 J的热量后，温度升高了多少摄氏度？解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。

将已知数据代入公式：500 J = m × 300 J/(kg·°C) × Δθ解方程得：Δθ = 500 J / (m × 300 J/(kg·°C))= 500 J / (m/(kg·°C)) × (kg·°C/300 J)= (500/300) °C≈ 1.67°C所以温度升高了约1.67°C。

大学物理热学习题附答案一、选择题1．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m。

根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值(A)m kT x32=v(B)m kT x3312=v(C)m kT x/32=v(D)m kT x/2=v2．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m。

根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量的平均值(A)m kTπ8=x v(B)m kTπ831=x v(C)m kTπ38=x v(D) =x v0［］3．4014：温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w有如下关系：(A)ε和w都相等(B)ε相等，而w不相等(C)w相等，而ε不相等(D)ε和w都不相等4．4022：在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V1/V2=1/2，则其内能之比E1/E2为：(A)3/10(B)1/2(C)5/6(D)5/35．4023：水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A)66.7％(B)50％(C)25％(D)06．4058：两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K/V)，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系：(A)n不同，(E K/V)不同，ρ不同(B)n不同，(E K/V)不同，ρ相同(C)n相同，(E K/V)相同，ρ不同(D)n相同，(E K/V)相同，ρ相同7．4013：一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A)温度相同、压强相同(B)温度、压强都不相同(C)温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D)温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强8．4012：关于温度的意义，有下列几种说法：(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4)从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。

06章一、填空题（一）易（基础题）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，总是沿着境增大的方向进行。

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），E l E产-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处界做功。

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400.1，6、在孤立系统内部所发生的过程，总是由热力学概率小的宏观状态向热力学概率大的宏观状态进行。

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-200J.补充1、一定量的双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-200J.补充2、一定量的理想气体在等温膨胀过程中.吸收的热量为500J»理想气体做功为. 500J o补充3、一定量的理想气体在等温压缩过程中，放出的热量为300J,理想气体做功为. -300I,8、要使一热力学系统的内能增加，可以通过做功或热传递两种方式,或者两种方式兼用来完成。

9、一定量的气体由热源吸收热量2-66xlO5J,内能增加4・18xl0",则气体对外作功L10、工作在71和27C之间的卡诺致冷机的致冷系数为14,工作在7C和27C之间的卡诺热机的循环效率为 6.67%o（二）中（一般综合题）1、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一7.48x103.2、气体经历如图2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90J°3、一热机由温度为727C的高温热源吸热，向温度为527C的低温热源放热。

一、选择题1．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。

根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。

根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：(A) ε和w都相等 (B) ε相等，w 不相等 (C) w 相等，ε不相等 (D) ε和w 都不相等4．在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为：(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35．水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A) 66.7％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 06．两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系：(A) n 不同，(E K /V )不同，ρ不同 (B) n 不同，(E K /V )不同，ρ相同(C) n 相同，(E K /V )相同，ρ不同 (D) n 相同，(E K /V )相同，ρ相同7．一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强8．关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。

⼤学物理热学试题试题库及答案⼤学物理热学试题题库及答案⼀、选择题：(每题３分)1、在⼀密闭容器中，储有Ａ、B、Ｃ三种理想⽓体，处于平衡状态.A种⽓体得分⼦数密度为n1，它产⽣得压强为p1，B种⽓体得分⼦数密度为2ｎ1,C种⽓体得分⼦数密度为3 n１,则混合⽓体得压强ｐ为（A) ３p1。

（B) 4 p1.（Ｃ）5ｐ１. （Ｄ) 6 p1．［]2、若理想⽓体得体积为V,压强为p,温度为Ｔ，⼀个分⼦得质量为m，k为玻尔兹曼常量，R 为普适⽓体常量，则该理想⽓体得分⼦数为：（A）ｐV / ｍ。

（B) pV / (kT).（Ｃ) ｐV／(RT）. （D）pＶ／（ｍＴ）。

[ ］3、有⼀截⾯均匀得封闭圆筒，中间被⼀光滑得活塞分隔成两边，如果其中得⼀边装有0。

1 ｋg某⼀温度得氢⽓,为了使活塞停留在圆筒得正中央,则另⼀边应装⼊同⼀温度得氧⽓得质量为：(Ａ）（1/1６) kg。

（B）0．８ｋg．（C）１．６ｋg. (D) 3。

2 kg。

[ ］4、在标准状态下，任何理想⽓体在１m3中含有得分⼦数都等于（A）6、02×１0２3。

(B）6、0２×10２１．（C）2、６9×１025. （Ｄ）2、６9×1０２3。

（玻尔兹曼常量ｋ=１、38×１0-23Ｊ·K-１）[ ］5、⼀定量某理想⽓体按pV2=恒量得规律膨胀,则膨胀后理想⽓体得温度（Ａ）将升⾼. （Ｂ）将降低.（C）不变. （D）升⾼还就是降低，不能确定．[ ］６、⼀个容器内贮有1摩尔氢⽓与１摩尔氦⽓,若两种⽓体各⾃对器壁产⽣得压强分别为ｐ１与p2,则两者得⼤⼩关系就是：(A）ｐ1〉p2．（Ｂ）p１〈ｐ2.（C) p1＝p2.（Ｄ）不确定得。

［］7、已知氢⽓与氧⽓得温度相同，请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤，所以氧⽓得压强⼀定⼤于氢⽓得压强.(B）氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤，所以氧⽓得密度⼀定⼤于氢⽓得密度.(Ｃ）氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤，所以氢分⼦得速率⼀定⽐氧分⼦得速率⼤、（D）氧分⼦得质量⽐氢分⼦⼤,所以氢分⼦得⽅均根速率⼀定⽐氧分⼦得⽅均根速率⼤。

《大学物理》热力学基础练习题一、简答题：1、什么是准静态过程?答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。

2、从增加内能来说，做功和热传递是等效的。

但又如何理解它们在本质上的差别呢?答：做功是机械能转换为热能，热传递是热能的传递而不是不同能量的转换。

3、一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化?答：可以吸热仅使其内能变化，只要不对外做功。

比如加热固体，吸收的热量全部转换为内能升高温度；不能吸热使内能不变，否则违反了热力学第二定律。

4、有人认为：“在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会改变。

”此说法对吗? 为什么?答：不对。

对外做功，则内能减少，温度降低。

5、分别在Vp-图、Tp-图上，画出等体、等压、等温和绝热过程的曲线。

V-图和T6、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同。

答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。

不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。

摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。

两者之间的关系为R C C v p +=7、什么是可逆过程与不可逆过程答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能不重复正过程的每一状态，或者重复正过程时必然引起其它变化。

8、简述热力学第二定律的两种表述。

答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。

克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。

9、什么是第一类永动机与第二类永动机?答案：违背热力学第一定律（即能量转化与守恒定律）的叫第一类永动机，不违背热力学第一定律但违背热力学第二定律的叫第二类永动机。

热力学基础一、基本要求1. 理解功、热量及准静态过程的概念。

2. 掌握热力学第一定律，能分析计算理想气体等容、等压、等温过程和绝热过程中的功、热量、内能改变量；理解循环过程概念及卡诺循环的特征，并能计算效率和致冷系数。

3. 了解可逆过程、不可逆过程及卡诺定理。

4. 了解热力学第二定律及其统计意义。

二、主要内容1. 准静态过程：过程进行的每一时刻，系统的状态都无限接近平衡态。

准静态过程可以用状态图上的曲线表示。

2. 热力学第一定律（1） 热力学第一定律的数学表达式Q=E 2 - E 1 +Ｗ对微分过程为dQ=dE +d Ｗ热力学第一定律的实质是能量守恒与转换定律在热现象中的应用，其内容表示系统吸收的热量一部分转换为系统的内能，一部分对外做功。

（2） 准静态过程系统对外做功：d Ｗ=pd Ｖ ，Ｗ=⎰12V V pd Ｖ（3） 热量：系统和外界之间或两个物体之间由于温度不同而交换的热运动量，热量也是过程量。

一定摩尔的某种物质，在某一过程中吸收的热量，)(C m12m c,T T M Q -=（4） 摩尔热容：1mo1物质温度变化1K 所吸收或放出的热量，定义式为 dTＱd m,=m c C 其中m 为1mo1 物质吸热。

摩尔定容热容：ＣV , m =摩尔定压热容：Ｃp, m =理想气体的摩尔热容：ＣV, m =，Ｃp, m =Ｃp, m =ＣV, m + 摩尔热容比：=3. 热力学第一定律对理想气体等值过程和绝热过程的应用，详见表1 表1 d =0 =恒量=恒量p =恒量mmmM m Ｔ1nMm Ｔ1nＣV, m =Ｃp, m =4. 循环过程（1）循环过程的特征是E =0热循环：系统从高温热源吸热，对外做功，向低温热源放热，致效率为== 1—致冷循环：系统从低温热源吸热，接受外界做功，向高温热源放热，致冷系数为==（2）卡诺循环：系统只和两个恒温热源进行热交换的准静态循环过程。

卡诺热机的效率为= 1—卡诺致冷机的致冷系数为三、习题与解答1、 如图所示，一定量的空气，开始在状态A ，其压强为2.0×105Pa ，体积为2.0 ×10－3m 3 ，沿直线AB 变化到状态B 后，压强变为1.0 ×105Pa ，体积变为3.0 ×10－3m 3 ，求此过程中气体所作的功.解 S ABCD ＝1/2(BC ＋AD)×CD 故 W ＝150 J2、 汽缸内储有2.0mol 的空气，温度为27 ℃，若维持压强不变，而使空气的体积膨胀到原体积的3倍，求空气膨胀时所作的功. 解 根据物态方程11RT pV v =, 则作功为()J 1097.92231112⨯===-=RT pv V V p W v3、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。

《大学物理学》热力学基础练习题《大学物理学》热力学基础一、选择题13-1．如图所示，bcab 1a 和b 2a 功与吸收热量的情况是( )（A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功；（D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 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，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+∆知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B 状态A 和状态B 过程，气体必然 ( )（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A B T T <，必有A B E E <；而功、热量是 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 ）6J ； （B ）3J ； （C ）5J ； （D ）10J 。

【提示：等体过程不做功，有Q E =∆，而2mol M iE R T M ∆=∆，所以需传5J 】13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循）A （）B （）【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 ）2000J ； （B ）1000J ； （C ）4000J ； （D ）500J。

热力学基础一 选择题01功、热量、内能，热力学第一定律及其对典型的热力学过程的应用，绝热过程1. 对于理想气体系统来说,在下列过程中的哪个过程，所吸收的热量、内能的增量和对外作功三者均为负值： [ ]（A ）等体降压过程（B ）等温膨胀过程（C ）绝热膨胀过程 （D ）等压压缩过程答案：D2.一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了．则根据热力学定律可以断定：(1) 该理想气体系统在此过程中吸了热．(2) 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功．(3) 该理想气体系统的内能增加了．(4) 在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功．以上正确的断言是：(A) (1)、(3)． (B) (2)、(3)．(C) (3)． (D) (3)、(4)．(E) (4)． ［ ］答案：C(060101104)3. 如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程(A) 是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D. (D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。

[ ]答案：C(060101106)4. 如图所示，一个绝热容器，用质量可忽略的绝热板分成体积相等的两部分,两边分别装入质量相等、温度相同的2H 和2O 。

开始时绝热板P 固定。

然后释放之，板P 将发生移动(绝热板与容器壁之间不漏气，且摩擦可以忽略不计)，在达到新的平衡位置后，若比较两边温度的高低，则结果是：[ ]（A ） 2H 比2O 温度高；（B ） 2O 比2H 温度高；（C ） 两边温度相等且等于原来的温度；（D ） 两边温度相等但比原来的温度降低了。

答案：DV5. 如图，bca 为理想气体绝热过程，b 1a 和b 2a 是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是: (A) b 1a 过程放热，作负功；b 2a 过程放热，作负功． (B) b 1a 过程吸热，作负功；b 2a 过程放热，作负功． (C) b 1a 过程吸热，作正功；b 2a 过程吸热，作负功．(D) b 1a 过程放热，作正功；b 2a 过程吸热，作正功． ［ ］ 答案：B6. 如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a ( 压强p 1 = 4 atm ，体积V 1 =2 L )变到状态b ( 压强p 2 =2 atm ，体积V 2 =4 L )．则在此过程中：(A) 气体对外作正功，向外界放出热量． (B) 气体对外作正功，从外界吸热．(C) 气体对外作负功，向外界放出热量． (D) 气体对外作正功，内能减少． ［ ］ 答案：B7. 一定量的理想气体，其状态改变在p －T 图上沿着一条直线从平衡态a 到平衡态b (如图)．(A) 这是一个膨胀过程． (B) 这是一个等体过程． (C) 这是一个压缩过程． (D) 数据不足，不能判断这是那种过程． ［ ］ 答案：C8. 一定量的理想气体分别由初态a 经①过程ab 和由初态a ′经②过程a′cb 到达相同的终态b ，如p －T 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： (A) Q 1<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< Q 2． ［ ］答案：B 02 理想气体的定容摩尔热容，定压摩尔热容，迈耶公式和比热比1、在等压、等容、等温、绝热四种过程中，某单原子分子理想气体的摩尔热容依次应该是：[ ] 、[ ] 、[ ] 、[ ]（A ） 0 （B ） 3R /2 （C ） 5R /2 （） ∞答案：C ；B ；D ；A03循环过程，卡诺循环，热机效率，制冷系数1、一条等温线和一条绝热线不能组成循环过程的原因是：[ ]（A ） 违背了热力学第一定律p OV b 1 2 a c 123412 p（B）违背了热力学第二定律（C）一条等温和一条绝热线不能相交两次（D）一个循环过程至少应由三条曲线组成答案：BC2、两个卡诺热机的循环曲线如图所示，一个工作在温度为T1 与T3的两个热源之间，另一个工作在温度为T2与T3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所包围的面积相等．由此可知：（A）两个热机的效率一定相等．（B）两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等．（C）两个热机向低温热源所放出的热量一定相等．（D）两个热机吸收的热量与放出的热量（绝对值）的差值一定相等．[ ]答案：D3、一定量的某种理想气体起始温度为T，体积为V，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V，(2)等体变化使温度恢复为T，(3) 等温压缩到原来体积V，则此整个循环过程中(A) 气体向外界放热(B) 气体对外界作正功(C) 气体内能增加(D) 气体内能减少［］答案：A4、一定量的理想气体，起始温度为T，体积为V0．后经历绝热过程，体积变为2 V0．再经过等压过程，温度回升到起始温度．最后再经过等温过程，回到起始状态．则在此循环过程中(A) 气体从外界净吸的热量为负值．(B) 气体对外界净作的功为正值．(C) 气体从外界净吸的热量为正值．(D) 气体内能减少．［］答案：A5、一定质量的理想气体完成一循环过程．此过程在V－T图中用图线1→2→3→1描写．该气体在循Array环过程中吸热、放热的情况是(A) 在1→2，3→1过程吸热；在2→3过程放热．(B) 在2→3过程吸热；在1→2，3→1过程放热．(C) 在1→2过程吸热；在2→3，3→1过程放热．(D) 在2→3，3→1过程吸热；在1→2过程放热．［］答案: C6、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S 1和S 2，则二者的大小关系是：(A) S 1 > S 2． (B) S 1 = S 2．(C) S 1 < S 2． (D) 无法确定． ［ ］答案：B7、一定量某理想气体所经历的循环过程是：从初态(V 0,T 0)开始，先经绝热膨胀使其体积增大1倍，再经等体升温回复到初态温度T 0，最后经等温过程使其体积回复为V 0，则气体在此循环过程中． (A) 对外作的净功为正值． (B) 对外作的净功为负值．(C) 内能增加了． (D) 从外界净吸的热量为正值． ［ ］答案:B8、如图所示，工作物质进行a Ⅰb Ⅱa 可逆循环过程，已知在过程a Ⅰb 中，它从外界净吸收的热量为Q ，而它放出的热量总和的绝对值为Q 2，过程b Ⅱa 为绝热过程；循环闭曲线所包围的面积为A ．该循环的效率为(A) Q A =η ． (B) Q A >η． (C) 2Q Q A +=η． (D) 121T T -=η． ［ ］ （式中T 1、T 2为a 、b 两点的温度）答案：C04可逆过程，不可逆过程，卡诺定理，热力学第二定律得两种表述1、 “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． ［ ］答案：C2、根据热力学第二定律可知：(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． ［ ］答案：D3、关于在相同的高温恒温热源和相同的低温恒温热源之间工作的各种热机的效率，以及它们在每一循环中对外所作的净功，有以下几种说法，其中正确的一种说法是：(A)这些热机的效率相等，它们在每一循环中对外作的净功也相等．(B)不可逆热机的效率一定小于可逆热机的效率，不可逆热机在每一循环中对外所作的净功一定小于可逆热机在每一循环中对外所作的净功．p V O a (T 1)b (T ２)ⅠⅡ(C)各种可逆热机的效率相等，但各种可逆热机在每一循环中对外所作的净功不一定相等．(E) 这些热机的效率及它们在每一循环中对外所作的净功大小关系都无法断定． ［ ］答案：Ｃ05热力学第二定律的统计意义，熵的概念和熵增原理。

大物物理1（下）题库-热学部分一、选择题1. 理想气体能达到平衡态的原因是(A) 各处温度相同 (B) 各处压强相同(C) 分子永恒运动并不断相互碰撞 (D) 各处分子的碰撞次数相同2. 一理想气体样品, 总质量为m , 体积为V , 压强为p , 热力学温度为T , 密度为ρ, 总分子数为N , k 为玻尔兹曼常数, R 为摩尔气体常量, 则其摩尔质量可表示为 (A) mRTpV (B) pV m kT (C) p kT ρ (D) p RT ρ 3. 一容器中装有一定质量的某种气体, 下列所述中是平衡态的为(A) 气体各部分压强相等 (B) 气体各部分温度相等(C) 气体各部分密度相等 (D) 气体各部分温度和密度都相等4. 根据气体动理论, 单原子分子理想气体的温度正比于(A) 气体的体积 (B) 气体分子的平均自由程(C) 气体分子的平均动量 (D) 气体分子的平均平动动能5. 在刚性密闭容器中的气体, 当温度升高时, 将不会改变容器中(A) 分子的动能 (B) 气体的密度(C) 分子的平均速率 (D) 气体的压强6. 如果氢气和氦气的温度相同, 物质的量也相同, 则这两种气体的(A) 平均动能相等 (B) 平均平动动能相等(C) 内能相等 (D) 势能相等7. 某容积不变的容器中有理想气体, 若热力学温度提高为原来的两倍, 用p 和k ε分别表示气体的压强和气体分子的平均动能, 则(A) p 、k ε均提高一倍 (B) p 提高三倍, k ε提高一倍(C) p 、k ε均提高三倍 (D) p 、k ε均不变8. 根据经典的能量均分原理, 在适当的正交坐标系中, 每个自由度的平均能量为(A) kT (B) kT 31 (C) kT 23 (D) kT 21 9. 压强为p 、体积为V 的氢气（视为理想气体）的内能为(A)pV 25 (B) pV 23 (C) pV 21 (D) pV10. 体积恒定时, 一定质量理想气体的温度升高, 其分子的(A) 平均碰撞次数将增大 (B) 平均自由程将增大(C) 平均碰撞次数将减小 (D) 平均自由程将减小11. 一定量的理想气体, 在容积不变的条件下, 当温度降低时, 分子的平均碰撞次数Z 和平均自由程λ的变化情况是 (A) Z 减小λ不变 (B) Z 不变λ减小 (C) Z 和λ都减小 (D) Z 和λ都不变12. 气体作等体变化, 当热力学温度降至原来的一半时, 气体分子的平均自由程将变为原来的多少倍?(A) 0.7 (B) 1.4 (C) 1 (D) 213. 在平衡态下, 理想气体分子速率区间v 1 ~ v 2内分子的平均速率是(A) ⎰21d )(v v v v v f ； (B) ⎰21d )(v v 2v v v f ；C) ⎰⎰2121d )(d )(v v v v v v v v v f f ；(D) ⎰21d )(1v v v v v f N14. 被密封的理想气体的温度从300 K 起缓慢地上升, 直至其分子的方均根速率增加两倍, 则气体的最终温度为(A) 327 K (B) 381 K (C) 600 K (D) 1200 K15. 关于功的下列各说法中, 错误的是(A) 功是能量变化的一种量度(B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量(C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外做的功也不一样(D) 系统具有的能量等于系统对外做的功16. 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17. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q = d E +d W ．在以下过程中, 这三者同时为正的过程是(A) 等温膨胀 (B) 等体膨胀 (C) 等压膨胀 (D) 绝热膨胀18. 1mol 理想气体从初态(T 1, p 1, V 1 )等温压缩到体积V 2, 外界对气体所做的功为 (A) 121ln V V RT (B) 211ln V V RT (C) )(121V V p - (D) 1122V p V p -19. 如果∆W 表示气体等温压缩至给定体积所做的功, ∆Q 表示在此过程中气体吸收的热量, ∆A 表示气体绝热膨胀回到它原有体积所做的功, 则整个过程中气体内能的变化为(A) ∆W ＋∆Q －∆A (B) ∆Q －∆W －∆A(C) ∆A －∆W －∆Q (D) ∆Q ＋∆A －∆W20. 刚性双原子分子气体的摩尔定压热容与摩尔定容热容的理论值为(A) 1.0 (B) 1.2 (C) 1.3 (D) 1.421. 理想气体物态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 式T R M m V p d d =表示 (A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等体过程 (D) 绝热过程22. 理想气体物态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式，式T R M m p V d d =表示 (A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等体过程 (D) 绝热过程23. 物质的量相同的两种理想气体, 一种是单原子分子, 另一种是双原子分子, 从同一状态开始经等压膨胀到原体积的两倍．在此过程中, 两气体(A) 对外做功和从外界吸热均相同(B) 对外做功和从外界吸热均不相同(C) 对外做功相同, 从外界吸热不同(D) 对外做功不同, 从外界吸热相同24. 物质的量相同但分子自由度不同的两种理想气体从同一初态开始作等温膨胀, 若膨胀后体积相同, 则两气体在此过程中(A) 对外做功相同, 吸热不同(B) 对外做功不同, 吸热相同(C) 对外做功和吸热均相同(D) 对外做功和吸热均不相同25. 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) 卡诺循环的循环效率与工作物质有关(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026. 两个恒温热源的温度分别为T 和t , 如果T ＞t , 则在这两个热源之间进行的卡诺循环热机的效率为 (A) t T T - (B) t t T - (C) T t T - (D) Tt T +27. 有人设计了一台卡诺热机(可逆的)．每循环一次可从400 K 的高温热源吸收1800 J 的热量, 向300 K 的低温热源放热800 J, 同时对外做功1000 J ．这样的设计是(A) 可以的, 符合热力学第一定律(B) 可以的, 符合热力学第二定律(C) 不行的, 卡诺循环所做的功不能大于向低温热源放出的热量(D) 不行的, 这个热机的效率超过了理论值28. 用两种方法：(1) 使高温热源的温度T 1升高△T ；(2) 使低温热源的温度T 2降低同样的△T 值；分别可使卡诺循环的效率升高1η∆和 2η∆，两者相比(A) 1η∆>2η∆ (B) 2η∆>1η∆(C) 1η∆＝2η∆ (D) 无法确定哪个大29. 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30. 下列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，哪一个在理论上可能实现的循环过程．31. 一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V 1增至V 2，在此过程中气体的(A) 内能不变，熵增加． (B) 内能不变，熵减少．(C) 内能不变，熵不变． (D) 内能增加，熵增加．32. 根据热力学第二定律(A) 任何过程总是沿着熵增加的方向进行的．(B) 在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功．(C) 自然过程总是向着无序度增大的方向进行．(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体．二、填空题1、设某理想气体体积为V , 压强为p , 温度为T , 每个分子的质量为m ，玻耳兹曼常量为k , 则该气体的分子总数可表示为 ．2、氢分子的质量为 3.3×10-24 g ，如果每秒有1023个氢分子沿着与容器器壁的法线成45︒角(D)(C)(A)(B)的方向以105 cm ⋅s -1的速率撞击在2.0 cm 2面积上(碰撞是完全弹性的)，则此氢气的压强为____________．3、容器中储有1 mol 的氮气，压强为1.33 Pa ，温度为7 ℃，则(1) 1 m 3中氮气的分子数为___________________；(2) 容器中的氮气的密度为____________________；(3) 1 m 3中氮分子的总平动动能为_________________．4、已知f (v )为麦克斯韦速率分布函数，N 为总分子数，则(1) 速率v > 100 m ⋅ s -1的分子数占总分子数的百分比的表达式为________________；(2) 速率v > 100 m ⋅ s -1的分子数的表达式为________________________．5、当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为f (v )，则分子速率处于最概然速率v p 至∞范围内的概率=∆NN ___________________． 6、在一个容积不变的容器中，储有一定量的理想气体，温度为0T 时，气体分子的平均速率为0v ，分子平均碰撞次数为0Z ，平均自由程为0λ．当气体温度升高为04T 时，气体分子的平均速率为v = ；平均碰撞次数z = ；平均自由程λ= ．7、氮气在标准状态下的分子平均碰撞频率为5.42×108 s -1，分子平均自由程为6×10-6 cm ，若温度不变，气压降为 0.1 atm ，则分子的平均碰撞频率变为_______________；平均自由程变为_______________．8、不等量的氢气和氦气从相同的初态作等压膨胀, 体积变为原来的两倍．在这过程中, 氢气和氦气对外做的功之比为 ．9、1mol 的单原子分子理想气体, 在1atm 的恒定压力下从273K 加热到373K, 气体的内能改变了 ．10、273 K 和一个1 atm 下的单原子分子理想气体占有体积22.4 L ．此气体等温压缩至体积为16.8 L 的过程中需做的功为 ．11、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 ℃, 则热源的温度为 ．12、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．三、计算题1、一容器内贮有标准状态下的氮气，求：(1) 1 mm 3中氮气分子的数目；（2）分子间的平均距离；（3）分子的平均速率.2、当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比e H H 2m m 和内能比e H H 2E E ．（将氢气视为刚性双原子分子气体）3、贮有理想气体氢气的容器以速率v 作定向运动. 设容器突然停止，气体分子定向运动动能全部转化为热运动动能，此时气体温度升高0.7 K ，求：（1）气体分子的平均动能的增量；（2）容器作定向运动的速率.4、某些恒星的温度可达到约1.0×108 k ，这是发生聚变反应（也称热核反应）所需的温度。