第十三章习题
热力学第一定律及其应用1、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。
2、如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2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。
3、一定量的理想气体，分别经历如图(1) 所示
的abc过程，(图中虚线ac为等温线)，和图(2) 所
示的def过程(图中虚线df为绝热线)．判断这两
种过程是吸热还是放热．
abc过程
热，def过程热．
4、如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部
分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空．今
将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压
强是。(=
γC p/C V)
5、一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，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：__________过程气体对外作功最多；____________过程气体内能增加最多；__________过程气体吸收的热量最多．V
V
答案
1、（1）（4）是正确的。
2、是A-B 吸热最多。
3、abc 过程吸热，def 过程放热。
4、P 0/2。
5、等压， 等压， 等压
理想气体的功、内能、热量
1、有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是 。
2、 一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500 J ．则
经历acbda 过程时，吸热为 。
3、一气缸内贮有10 mol 的单原子分子理想气体，在压
缩过程中外界作功209J ，
气体升温1 K ，此过程中气体内能增量为 _____ ，外界传给气体的热量为___________________． (普适气体常量 R = 8.31 J/mol· K)
4、一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为 200 J ．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.
p (×105 Pa)
3 m 3)
5、 1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p -V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求：
(1) 气体的内能增量． (2) 气体对外界所作的功． (3) 气体吸收的热量． (4) 此过程的摩尔热容．
(摩尔热容C =T Q ∆∆/，其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量．)
答案
1、3J
2、-700J
3、124.7 J ，-84.3 J
4、500J ；700J
5、解：(1) )(2
5
)(112212V p V p T T C E V -=
-=∆ (2) ))((2
1
1221V V p p W -+=
， W 为梯形面积，根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1，则
)(2
1
1122V p V p W -=
． (3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2－p 1V 1 )．
(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立，故过程中
ΔQ =3Δ(pV )． 由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT ， 故 ΔQ =3R ΔT ，
摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R ．
B
A
O
V
p p 2p V 1V 2
循环过程
1、 如图表示的两个卡诺循环，第一个沿ABCDA 进行，第二个沿A D C AB ''进行，这两个循环的效率1η和2η的关
系及这两个循环所作的净功W 1和W 2的关系是
η1 η2 ,W 1 W 2
2、 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：
3、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为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％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加________ K ．
4、如图，温度为T 0，2 T 0，3 T 0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1) abcda ，(2) dcefd ，(3) abefa ，其效
率分别为
η1_________，η2__________，η3 __________．
5、一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为 127℃、低温热源温度为27℃时，其每次循环对外作净功8000 J ．今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净功 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) 第二个循环的热机效率； (2) 第二个循环的高温热源的温度．
6、 1 mol 单原子分子理想气体的循环过程如T －V 图
所示，其中c 点的温度为T c =600 K ．试求：
(1) ab 、bc 、c a 各个过程系统吸收的热量； (2) 经一循环系统所作的净功； (3) 循环的效率． B
A
C D
C '
D '
p p
-3m 3)
p O V 3T 0 2T 0 T 0
f
a
d
b c e
