热学试题及答案
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热学期末考试题库及答案一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是:A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = H - TS答案:A2. 在理想气体的等压过程中,温度与体积的关系是:A. T ∝ VB. T ∝ 1/VC. T ∝ V^2D. T ∝ 1/V^2答案:A二、填空题3. 理想气体的内能只与______有关。
答案:温度4. 根据热力学第二定律,不可能制造一种循环动作的热机,从单一热源吸热全部用来做功而不引起其他变化。
这种热机被称为______。
答案:永动机三、简答题5. 解释什么是熵,并简述熵增原理。
答案:熵是热力学中表征系统无序程度的物理量。
熵增原理表明,在孤立系统中,自发过程总是向着熵增加的方向进行,直到达到平衡状态。
6. 描述什么是热机效率,并给出其表达式。
答案:热机效率是指热机在将热能转化为机械能的过程中,输出的机械功与输入的热能之比。
其表达式为:η = W/Q_in。
四、计算题7. 一个理想气体从状态A(P1, V1, T1)经历一个等容过程到达状态B(P2, V2, T2)。
已知P1 = 2 atm,V1 = 2 L,T1 = 300 K,求状态B 的体积V2。
答案:首先,根据理想气体状态方程 PV = nRT,可以得到P1V1/T1 = P2V2/T2。
由于是等容过程,体积V不变,所以V2 = V1 = 2 L。
8. 一个绝热容器内装有理想气体,初始温度为T0,经过一个绝热膨胀过程,气体温度变为T。
求气体的最终体积Vf,已知初始体积V0 = 1 m³,初始温度T0 = 300 K,最终温度T = 600 K。
答案:绝热过程中,根据热力学第一定律,Q = 0,W = ΔU。
对于理想气体,ΔU = nCvΔT。
由于是绝热过程,W = -PdV = nCv(T -T0)。
根据理想气体状态方程,PV/T = constant,可以得到Vf/V0 = T/T0。
大学热学试题题库及答案一、选择题1. 热力学第一定律表明,能量守恒,即能量不能被创造或消灭,只能从一种形式转换为另一种形式。
以下哪项描述正确?A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以在不同形式间转换D. 能量只能以一种形式存在答案:C2. 在绝热过程中,系统与外界没有热量交换。
以下哪项描述正确?A. 绝热过程中系统的温度不变B. 绝热过程中系统的压力不变C. 绝热过程中系统的温度和压力都不变D. 绝热过程中系统的温度和压力都可能变化答案:D二、填空题1. 理想气体状态方程为__________,其中P表示压强,V表示体积,n 表示摩尔数,R表示气体常数,T表示温度。
答案:PV = nRT2. 根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
该定律的表述是__________。
答案:不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
三、简答题1. 简述热力学第二定律的开尔文表述及其意义。
答案:热力学第二定律的开尔文表述是:不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。
其意义在于指出了自然界中能量转换的方向性和不可逆性,即能量在转换过程中总是伴随着熵增,表明了热机效率的极限。
2. 描述热力学第三定律,并解释其对低温物理研究的意义。
答案:热力学第三定律指出,当温度趋近于绝对零度时,所有纯物质的完美晶体的熵都趋向于一个共同的值。
这一定律对低温物理研究的意义在于,它为低温下物质的熵和热力学性质的研究提供了理论基础,使得科学家能够更准确地预测和控制低温条件下物质的行为。
四、计算题1. 一个理想气体在等压过程中从状态A(P=100kPa, V=0.5m³)变化到状态B(V=1.0m³)。
已知气体常数R=8.314J/(mol·K),摩尔质量M=28g/mol,求气体在该过程中的温度变化。
答案:首先计算气体的摩尔数n,n = PV/RT =(100×10³×0.5)/(8.314×T)。
初三物理热学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪个选项是热量的单位?A. 米B. 千克C. 焦耳D. 牛顿答案:C2. 物体吸收热量,其温度一定升高吗?A. 一定B. 不一定C. 可能D. 不可能答案:B3. 热传递的三种方式是什么?A. 辐射、对流、传导B. 辐射、蒸发、传导C. 蒸发、对流、传导D. 辐射、对流、蒸发答案:A4. 沸点与气压的关系是什么?A. 气压越高,沸点越低B. 气压越低,沸点越低C. 气压越高,沸点越高D. 气压与沸点无关答案:C5. 热机效率是指什么?A. 热机输出功率与输入功率的比值B. 热机输入功率与输出功率的比值C. 热机输出功率与燃料消耗的比值D. 热机输入功率与燃料消耗的比值答案:A6. 什么是比热容?A. 单位质量的物质升高1摄氏度所吸收的热量B. 单位质量的物质降低1摄氏度所放出的热量C. 单位质量的物质升高1开尔文所吸收的热量D. 单位质量的物质降低1开尔文所放出的热量答案:C7. 晶体和非晶体的区别是什么?A. 晶体有固定的熔点,非晶体没有B. 晶体没有固定的熔点,非晶体有C. 晶体和非晶体都有固定的熔点D. 晶体和非晶体都没有固定的熔点答案:A8. 物体内能的改变可以通过哪些方式?A. 只有做功B. 只有热传递C. 做功和热传递D. 以上都不是答案:C9. 什么是热膨胀?A. 物体在受热时体积增大B. 物体在受冷时体积减小C. 物体在受热时质量增大D. 物体在受冷时质量减小答案:A10. 什么是热力学第一定律?A. 能量守恒定律B. 热能转换定律C. 能量转换定律D. 热能守恒定律答案:A二、填空题(每空1分,共10分)11. 热量的传递过程叫做________。
答案:热传递12. 热机在工作过程中,燃料完全燃烧所放出的热量,有相当一部分被________。
答案:散失13. 物体吸收热量,温度不一定升高,例如________。
答案:冰熔化14. 热传递的条件是________。
初二物理热学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 热传递的三种方式是传导、对流和辐射。
其中,热传导是指热量通过物体内部分子振动和碰撞传递的过程。
以下哪种情况不属于热传导?A. 金属勺子放在热汤中,勺子变热B. 热水袋放在肚子上,肚子感到温暖C. 太阳光线照射到皮肤上,皮肤感到温暖D. 冬天室内暖气,墙壁变热正确答案:C2. 物质由固态变为液态的过程称为熔化,熔化过程中需要吸收热量。
以下哪种物质在熔化过程中吸收的热量与物质的质量成正比?A. 冰B. 盐C. 糖D. 所有物质正确答案:A3. 物质的比热容是指单位质量的物质升高或降低1摄氏度所需要的热量。
以下哪种物质的比热容最大?A. 水B. 铁C. 铜D. 铝正确答案:A4. 热膨胀是指物体在受热时体积膨胀的现象。
以下哪种物质的热膨胀系数最大?A. 木材B. 塑料C. 金属D. 玻璃正确答案:B5. 热机是利用热能转化为机械能的装置。
以下哪种热机的效率最高?A. 蒸汽机B. 内燃机C. 燃气轮机D. 柴油机正确答案:C6. 热力学第一定律表明能量守恒,即能量不能被创造或消失,只能从一种形式转化为另一种形式。
以下哪种情况违反了热力学第一定律?A. 摩擦生热B. 电能转化为热能C. 热能转化为机械能D. 机械能凭空产生正确答案:D7. 热力学第二定律描述了热能转化的方向性,即热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
以下哪种情况违反了热力学第二定律?A. 热水自然冷却B. 冰块在室温下融化C. 热量从火炉传递到周围空气D. 热量从低温物体自发传递到高温物体正确答案:D8. 热力学第三定律指出,当温度趋近于绝对零度时,物质的熵趋近于一个常数。
以下哪种情况与热力学第三定律相关?A. 物质的熵在高温下增加B. 物质的熵在低温下增加C. 物质的熵在绝对零度时为零D. 物质的熵在绝对零度时趋近于一个常数正确答案:D9. 热力学温度单位开尔文(K)与摄氏度(℃)的关系是T(K) = t(℃) + 273.15。
热力学基础试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律指出能量守恒,下列哪项描述是正确的?A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以从一个物体转移到另一个物体C. 能量可以在封闭系统中增加或减少D. 能量总是从高温物体流向低温物体答案:B2. 熵是热力学中描述系统无序度的物理量,下列哪项描述是正确的?A. 熵是一个状态函数B. 熵是一个过程函数C. 熵只与系统的温度有关D. 熵只与系统的压力有关答案:A3. 理想气体状态方程为PV=nRT,其中P代表压力,V代表体积,n代表摩尔数,R代表气体常数,T代表温度。
下列哪项描述是错误的?A. 理想气体状态方程适用于所有气体B. 在恒定温度下,气体的体积与压力成反比C. 在恒定压力下,气体的体积与温度成正比D. 在恒定体积下,气体的压力与温度成正比答案:A4. 热力学第二定律指出热量不能自发地从低温物体传递到高温物体,下列哪项描述是正确的?A. 热量总是从高温物体流向低温物体B. 热量可以在没有外界影响的情况下从低温物体流向高温物体C. 热量可以在外界做功的情况下从低温物体流向高温物体D. 热量可以在没有外界做功的情况下从低温物体流向高温物体答案:C5. 卡诺循环是理想化的热机循环,其效率只与热源和冷源的温度有关。
下列哪项描述是错误的?A. 卡诺循环的效率与工作介质无关B. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度差有关C. 卡诺循环的效率与热源和冷源的温度成正比D. 卡诺循环的效率在所有循环中是最高的答案:C6. 根据热力学第三定律,下列哪项描述是正确的?A. 绝对零度是可以达到的B. 绝对零度是不可能达到的C. 绝对零度下所有物质的熵为零D. 绝对零度下所有物质的熵为负值答案:B7. 热力学中的吉布斯自由能(G)是用来描述在恒温恒压条件下系统自发进行变化的能力。
下列哪项描述是错误的?A. 吉布斯自由能的变化(ΔG)是负值时,反应自发进行B. 吉布斯自由能的变化(ΔG)是正值时,反应非自发进行C. 吉布斯自由能的变化(ΔG)是零时,系统处于平衡状态D. 吉布斯自由能的变化(ΔG)与系统的温度和压力无关答案:D8. 相变是指物质在不同相态之间的转变,下列哪项描述是错误的?A. 相变过程中物质的化学性质不变B. 相变过程中物质的物理性质会发生变化C. 相变过程中物质的熵值不变D. 相变过程中物质的体积可能会发生变化答案:C9. 热力学中的临界点是指物质的气液两相在该点的物理性质完全相同。
热学大学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 温度是表示物体冷热程度的物理量,其单位是:A. 摄氏度B. 开尔文C. 华氏度D. 牛顿答案:A、B2. 热力学第一定律表明能量守恒,其数学表达式是:A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔH = Q + WD. ΔH = Q - W答案:A3. 在绝热过程中,下列哪一项是恒定的?A. 内能B. 温度C. 压力D. 体积答案:A4. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式,其中不需要介质的是:A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热对流和热辐射答案:C5. 理想气体状态方程为:A. PV = nRTB. PV = P1V1C. PV = nT/RD. P1V1/T1 = P2V2/T2答案:A二、填空题(每题3分,共30分)6. 热力学第二定律表明,不可能从单一热源吸热使之完全转化为________,并由此产生其他效果。
答案:功7. 在一定压力下,一定质量的理想气体的温度每升高(或降低)1摄氏度,气体的体积升高(或降低)的比例叫做________。
答案:热膨胀系数8. 热力学温标T与摄氏温标t之间的关系是 T = t + ________。
答案:273.159. 两个温度分别为T1和T2的物体发生热传递,最终达到热平衡时,它们的共同温度为________。
答案:T1 和 T2 的平均值10. 热机的效率η定义为________与________之比。
答案:有用功;输入热量三、简答题(每题10分,共20分)11. 解释什么是熵?熵增加原理有何意义?答案:熵是热力学系统的无序度的量度,通常用来描述系统的热力学状态。
熵增加原理表明,在孤立系统中,自发过程会导致系统熵的增加,这与时间的不可逆性有关,是热力学第二定律的一个表述。
12. 什么是相变?请举例说明。
答案:相变是指物质在一定条件下从一种相态转变为另一种相态的过程。
高中热力学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 热力学第一定律的数学表达式是:A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q - WD. ΔS = Q/T答案:A2. 在绝热过程中,系统与外界没有热交换,以下说法正确的是:A. 系统内能增加B. 系统内能减少C. 系统内能不变D. 无法确定系统内能变化答案:D3. 根据热力学第二定律,以下说法正确的是:A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量不能自发地从低温物体传递到高温物体C. 所有自然过程都是可逆的D. 所有自然过程都是不可逆的答案:B4. 熵是热力学中描述系统无序程度的物理量,以下说法正确的是:A. 熵总是增加的B. 熵总是减少的C. 熵可以增加也可以减少D. 熵在孤立系统中总是增加的答案:D5. 理想气体状态方程是:A. PV = nRTB. PV = nTC. PV = mRTD. PV = RT答案:A6. 根据热力学第三定律,绝对零度是:A. 温度的极限B. 熵的极限C. 能量的极限D. 压力的极限答案:B7. 卡诺循环效率的数学表达式是:A. 1 - Tc/ThB. 1 - Tc/TaC. 1 - Tc/TbD. 1 - Ta/Th答案:A8. 以下哪种过程是不可逆的:A. 理想气体的等温膨胀B. 理想气体的绝热膨胀C. 理想气体的等压膨胀D. 理想气体的等熵膨胀答案:B9. 热力学温标的单位是:A. 摄氏度B. 开尔文C. 华氏度D. 兰氏度答案:B10. 以下哪种物质在标准状态下不是理想气体:A. 氦气B. 氢气C. 氧气D. 水蒸气答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 热力学第一定律表明能量______,即能量守恒。
答案:守恒2. 热力学第二定律指出,不可能从单一热源取热使之完全转换为功而不产生其他影响。
答案:不可能3. 熵变ΔS等于系统吸收的热量Q除以绝对温度T,即ΔS = ______。
大学热力学试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 热力学第一定律的数学表达式是:A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔG = Q - WD. ΔS = Q/T答案:A2. 绝对零度是指:A. 温度的最低极限B. 物体内能为零的状态C. 物体分子运动停止的状态D. 物体分子运动速度为零的状态答案:A3. 在等压过程中,系统对外做功,内能的变化是:A. 增加B. 减少C. 不变D. 无法确定答案:B4. 理想气体状态方程为:A. PV = nRTB. PV = nRT + aC. PV = nRT - aD. PV = nT答案:A5. 熵变是一个状态函数,这意味着:A. 熵变只与系统的初始和最终状态有关B. 熵变与过程的路径有关C. 熵变与时间有关D. 熵变与温度有关答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 根据热力学第二定律,_______不可能自发地从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。
答案:热量2. 一个系统在绝热过程中,其熵值会_______。
答案:增加3. 热力学第三定律指出,当温度趋近于绝对零度时,所有纯物质的_______趋于一个常数。
答案:熵4. 根据吉布斯自由能的定义,ΔG = ΔH - TΔS,其中ΔG表示_______。
答案:吉布斯自由能变化5. 在一个封闭系统中,如果系统对外做功且吸收热量,则其内能_______。
答案:增加三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述热力学第二定律的开尔文表述。
答案:不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。
2. 什么是卡诺循环?请简述其效率的计算公式。
答案:卡诺循环是一种理想化的热机循环,由两个等温过程和两个绝热过程组成。
其效率η由公式η = 1 - (Tc/Th)计算,其中Tc是冷源温度,Th是热源温度,且温度以绝对温度(开尔文)表示。
3. 什么是热力学第三定律?它在实际应用中有何意义?答案:热力学第三定律指出,在绝对零度下,所有纯物质的完美晶体的熵值为零。
初中物理热学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列物质中,熔点最高的是()A. 冰B. 铁C. 铜D. 铝2. 热传递的三种方式是()A. 热传导、热对流、热辐射B. 热传导、热对流、热交换C. 热传导、热辐射、热交换D. 热对流、热辐射、热交换3. 水的比热容最大,这意味着()A. 相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,水的温度升高得最少B. 相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,水的温度升高得最多C. 相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量最多D. 相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量最少4. 以下哪种情况下,物体内能会增加()A. 物体吸收热量B. 物体对外做功C. 物体温度降低D. 物体质量增加5. 物体的内能与下列哪个因素无关()A. 温度B. 质量C. 状态D. 颜色二、填空题(每题2分,共20分)1. 物体由固态变为液态的过程叫做______。
2. 热机的效率是指______。
3. 晶体在熔化过程中,温度______,但要继续吸热。
4. 物体吸收热量,内能增加,但温度不一定______。
5. 热传递的条件是存在温度差,热传递的方向总是从______传递到______。
三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述热传导、热对流和热辐射的区别。
2. 为什么说水的比热容大是一种重要的物理性质?3. 试解释为什么冬天在户外,我们感觉比实际温度要冷。
四、计算题(每题15分,共30分)1. 一块质量为2kg的铁块,温度从20℃升高到100℃,求铁块吸收的热量。
(铁的比热容为0.46×10^3 J/(kg·℃))2. 一壶水的质量为1.5kg,初温为20℃,加热到100℃,求需要吸收的热量。
(水的比热容为4.2×10^3 J/(kg·℃))答案:一、选择题1. B2. A3. C4. A5. D二、填空题1. 熔化2. 热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比3. 不变4. 升高5. 高温物体,低温物体三、简答题1. 热传导是热量通过物体内部分子振动传递的过程,热对流是流体中热量通过流体运动传递的过程,热辐射是物体通过电磁波传递能量的过程。
初中物理热学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列关于热量的描述,正确的是()。
A. 热量是物体内能的总量B. 热量是物体内能的变化量C. 热量是物体温度的量度D. 热量是物体质量的量度答案:B2. 热传递的三种方式是()。
A. 传导、对流、辐射B. 传导、对流、蒸发C. 传导、蒸发、辐射D. 对流、蒸发、辐射答案:A3. 以下哪种物质的比热容最大?()A. 水B. 铁C. 铜D. 铝答案:A4. 物体吸收热量后,其温度()。
A. 一定升高B. 可能升高C. 可能不变D. 可能降低答案:B5. 热机的效率是指()。
A. 热机输出的功与输入的热量之比B. 热机输出的热量与输入的热量之比C. 热机输入的热量与输出的功之比D. 热机输入的功与输出的热量之比答案:A6. 物体的内能与()有关。
A. 物体的质量B. 物体的温度C. 物体的体积D. 物体的密度答案:B7. 热膨胀现象中,物体的体积会()。
A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案:A8. 以下哪种物质的导热性能最好?()A. 木头B. 玻璃C. 金属D. 塑料答案:C9. 物体的比热容是指()。
A. 单位质量的物体温度升高1℃所吸收的热量B. 单位质量的物体温度降低1℃所放出的热量C. 单位质量的物体温度升高1℃所放出的热量D. 单位质量的物体温度降低1℃所吸收的热量答案:A10. 热力学第一定律表明()。
A. 能量守恒B. 能量可以被创造C. 能量可以被消灭D. 能量可以被转移答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 热量的单位是______。
答案:焦耳2. 热传递的实质是______。
答案:内能的转移3. 热机的效率通常用______表示。
答案:百分比4. 物体吸收热量后,内能______。
答案:增加5. 物体的比热容与物体的______有关。
答案:物质种类6. 热膨胀现象中,物体的体积与温度______。
答案:成正比7. 热机的效率提高意味着______。
热学模拟试题一一、 填空题1.lmol 的单原子分子理想气体,在1atm 的恒定压强下,从0℃加热到100℃, 则气体的内能改变了_____J .(普适气体常量R=8.31J ·mol -1·k -1)。
2.右图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: (1) 温度升高的是___ 过程; (2) 气体吸热的是______ 过程. 3.所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ;它不可能制成是因为违背了___________________________________。
4.处于平衡状态下温度为T 的理想气体,kT 23的物理意义是 ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量).5.图示曲线为处于同一温度T 时氦(原子量 4)、氖(原子量20)和氩(原子量40)三种气体分子的速率分布曲线。
其中:曲线(a)是______ 分子的速率分布曲线; 曲线(b)是_________气分子的速率分布曲线; 曲线(c)是_________气分子的速率分布曲线。
6.处于平衡态A 的一定量的理想气体,若经准静态等体过程变到平衡态B ,将从外界吸收热量416 J ,若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ,将从外界吸收热量582J ,所以,从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。
7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J .若此种气体为单原子分子气体,则该过程中需吸热__________J ;若为双原子分子气体,则需吸热_____________J 。
8.一定量的理想气体,在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程(a→b→c→d→a),其中a→b,c→d 两个过程是绝热过程,则该循环的效率η=_________________。
9. 某种单原子分子组成的理想气体,在等压过程中其摩尔热容量为 ;在等容过程中其摩尔热容量为 ;在等温过程中其摩尔热容量为 ;在绝热过程中其摩尔热容量为 。
10. 理想气体由某一初态出发,分别做等压膨胀,等温膨胀和绝热膨胀三个过程。
其中:等压膨胀过程内能 ;等温膨胀过程内能 ;绝热膨胀过程内能 。
二、 选择题1.有一截面均匀两端封闭的圆筒,中间被一光滑的活塞分隔成两边,如果其中一边装有1克的氢气,则另一边应装入: (A )161克的氧气才能使活塞停留在中央。
(B ) 8克的氧气才能使活塞停留在中央。
(C ) 32克的氧气才能使活塞停留在中央。
(D ) 16克的氧气才能使活塞停留在中央。
[ D ] 2.按经典的能均分原理,每个自由度上分子的平均动能是: (A ) kT ; (B )kT 23; (C )kT 21; (D )RT 。
[ C ] 3.有二容器,一盛氢气,一盛氧气,若此两种气体之方均根速率相等,则: (A ) 它们的压强相同;P(atm) T(K)a bcd(B ) 它们的密度相同; (C ) 它们的温度相同; (D ) 氢气的温度比氧气的高;(E ) 氧气的温度比氢气的高。
[ E ]4. 在理想气体中,声速v 与温度T 的关系为:(A ) 2T v ∝; (B ) T v ∝; (C ) 21T v ∝; (D ) 34T v ∝;(E ) 41Tv ∝。
[ C ]5. 一密闭容器存有气体,其平均自由程为λ,当绝对温度降至原来一半,但体积不变,分子作用球大小不变,此时平均自由程为: (A ) λ2; (B ) λ2;(C ) λ;(D )λ21。
[ C ]6. 某一热机每一循环吸入1Q 的热量,放出2Q 的热量,则热机效率为:(A ) 121Q Q -=η;(B )121Q Q -η;(C )121Q Q Q +≤η;(D ) 12Q Q =η。
[ A ]7. 用p 和T 表示压强和温度,l 表示相变潜热,v 1和v 2分别表示两相比容,则克拉珀龙方程为:(A ) )(12v v T l dp dT -=;(B ) )(12v v T l dT dp -=;(C ) )(12v v l l dT dp -=;(D ) )(12v v Tl dT dp -=。
[ B ]8. 设在一过程中,外界传给系统的热量Q ,系统内能的增量为ΔU ,系统对外界作功W ,下列哪一个是正确的? (E ) Q U W +∆=; (F ) Q U W -∆=; (G )WQ U -=∆;(H )W U Q -∆-=。
[ C ]9. 质量一定的理想气体,从相同状态出发,分别经历等温过程、等压过程和绝热过程,使其体积增加一倍.那么气体温度的改变(绝对值)在(B ) 绝热过程中最大,等压过程中最小; (C ) 绝热过程中最大,等温过程中最小; (D ) 等压过程中最大,绝热过程中最小;(E )等压过程中最大,等温过程中最小。
[ D ]10. 两个容器内盛有相同的理想气体,其压强和分子数相同,但容积和温度则不同,分别为和,现将这两个容器连通,则熵的变化与(A )21T T +成正比; (B )21T T 成正比; (C )212214)(T T T T +成正比;(D ) ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+212214)(ln T T T T 成正比。
[ D ]三、 计算题1.如图所示,C 是固定的绝热壁,D 是可动活塞,C 、D 将容器分成A 、B 两部分。
开始时A 、B 两室中各装入同种类的理想气体,它们的温度T 、体积V 、压强p 均相同,并与大气压强相平衡。
现对A 、B 两部分气体缓慢地加热,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5:3。
(1)求该气体的定容摩尔热容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?解:(1)对A 、B 两部分气体缓慢地加热,皆可看作准静态过程,两室内是同种气体,而且开始时两部分气体的P 、V 、T 均相等,所以两室的摩尔数M/μ也相同.A 室气体经历的是等容过程,B 室气体经历的是等压过程,所以A 、B 室气体吸收的热量分别为)(T T C MQ A V A -=μ)(T T C MQ B V B-=μ已知B AQ Q =,由上式可得35=∆∆==B A V p T T C C γ因为C P =C V +R,代入上式得C V =3R/2, C P =5R/2(2)B 室气体作功为B T R MV P A ∆=∆•=μB 室中气体吸收的热量转化为功的百分比为%40=BQ A2.气缺内有一定量的氧气,(视为刚性分子的理想气体),作如图所示的循环过程,其中a b 为等温过程,b c 为等容过程,c a 为绝热过程,已知a 点的状态参量为P a 、V a 、T a ,b 点的容积V b =3V a ,求:(1)该循环的效率η;(2)从状态b 到状态c ,氧气的熵变△S 。
解:(1)25RC V =4.15/21=+=γa a a a ab a abV P V P V VRT Q 099.13ln ln ===γa a abc T T V V T 644.01=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-γa a ab V bc V P T T C Q 889.0)(-=-=γ%1.19=-=abbcab Q Q Q η(2) 3ln lnaa abc V bc T VP T T C S -==∆γ 3.一致冷机用理想气体为工作物质进行如图所示的循环过程,其中a b 、c d 分别是温度为T 2、T 1的等温过程,b c 、d a 为等压过程。
试求该致冷机的致冷系数。
解:在a b 过程中,外界作功为1221ln |'|P P RT M mA =在b c 过程中,外界作功)(|"|121T T R M mA -=在c d 过程中从低温热源T 1吸取的热量Q 2’等于气体对外界作的功A 2’,其值为12122ln ''P P RT M mA Q ==在d a 过程中气体对外界作的功为)("122T T R M mA -=致冷系数为12122112"'|"||'|'T T T A A A A Q W -=--+=4.已知在三相点T=273.16K ,冰融化为水时,熔解热L=80卡/克,⎰=-210TdQS S ,求2.5千克的冰化为水时熵变。
解:冰融化过程中。
温度不变,即:T=273.16K 。
TQT dQ S S S ==-=∆⎰21冰水VP P 2因mL Q =K J TQS/1006.33⨯==∆ 热学模拟试题一答案一、 填空题1. 31025.1⨯ 3分2.CM BM 、 各1分 CM 1分3. 从单一热源吸热,在循环中不断对外作功的热机 2分 热力学第二定律 2分4. 每个气体分子热运动的平均平动动能 3分5. 氩 1分 氖 1分 氦 1分6. J 166 3分7. 500 2分700 2分8. 25% 3分 9.R 25;R 23;∞;0。
各1分 10. 增加;不变;减小。
各1分三、计算题1.解:(1)对A 、B 两部分气体缓慢地加热,皆可看作准静态过程,两室内是同种气体,而且开始时两部分气体的P 、V 、T 均相等,所以两室的摩尔数M/μ也相同.A 室气体经历的是等容过程,B 室气体经历的是等压过程,所以A 、B室气体吸收的热量分别为 )(T T C MQ A V A -=μ)(T T C MQ B V B -=μ已知B A Q Q =,由上式可得35=∆∆==B A V pT T C C γ 因为C P =C V +R,代入上式得C V =3R/2, C P =5R/2(2)B 室气体作功为B T R MV P A ∆=∆•=μB 室中气体吸收的热量转化为功的百分比为%40=BQ A2. 解:(1) 25RC V =4.15/21=+=γa a a a aba ab V P V P V V RT Q 099.13ln ln===γa a abc T T V V T 644.01=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-γa a ab V bc V P T T C Q 889.0)(-=-=γ%1.19=-=abbcab Q Q Q η(2) 3ln lnaa abc V bc T VP T T C S -==∆γ3.解:在a b 过程中,外界作功为1221ln |'|P P RT M mA = 在b c 过程中,外界作功)(|"|121T T R M mA -=在c d 过程中从低温热源T 1吸取的热量Q 2’等于气体对外界作的功A 2’,其值为12122ln ''P P RT M mA Q ==在d a 过程中气体对外界作的功为)("122T T R M mA -=致冷系数为12122112"'|"||'|'T T T A A A A Q W -=--+=4.解:冰融化过程中。