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1、第第7章章 热力学基础热力学基础 习题课习题课一、选择题一、选择题答案：答案：1、B；2、B；3、B；4、D；5、D；6、D；7、C。二、填空题二、填空题答案：答案：1、等温、等温；2、绝热绝热；3、4、260 J -280J；5、沿反方向进行，可以经过和原来一、沿反方向进行，可以经过和原来一样的那些状态，而又重新回到初态，外界未发生任何变更样的那些状态，而又重新回到初态，外界未发生任何变更 沿过程反方向进行，不能重复原来全部状态或重新回到初沿过程反方向进行，不能重复原来全部状态或重新回到初态而外界不能完全复原态而外界不能完全复原；6、200J 。一、选择题一、选择题1.志向气体经验如图所示的
2、志向气体经验如图所示的abc平衡过程，则该系统对外做功平衡过程，则该系统对外做功W，从外界吸取热量，从外界吸取热量Q和内能的增量和内能的增量E的正负状况的正负状况 A：E0，Q0，W0 B：E0，Q0，W0C：E0，Q0，W0 D：E0，Q0，W0解：解：Q=E+W2如图，确定量的志向气体经验如图，确定量的志向气体经验acb过程时吸热过程时吸热200J，则经，则经验验acbda过程时，吸热为过程时，吸热为 (A)-1200J (B)-1000 J (C)-700J (D)1000J 解：解：其中：其中：3.右图，确定量的志向气体分别由初态右图，确定量的志向气体分别由初态a经经过程过程ab和由初
3、态和由初态a 经经过程过程a cb到达相同的终态到达相同的终态b，则两个过程中气体从外界吸取，则两个过程中气体从外界吸取的热量的热量Q1，Q2的关系为：的关系为：A：Q1Q2B：Q10,Q1Q2C：Q1Q2 D：Q10,Q1Q2 OpTaabc解：解：等体降压等体降压等温压缩等温压缩12210QQQbcQEQEQQQbcaEQbacbcbabcbcacbcaab+D=+D=+=D=4依据热力学其次定律可知：依据热力学其次定律可知：A：功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功。：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：热可以从高温物体传到低温物体 但不能从低温
4、物体传到高但不能从低温物体传到高温物体温物体C：不行逆过程就是不能向相反方向进行的过程：不行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行逆的：一切自发过程都是不行逆的解：解：A不正确，热可以全部转化为功，只是会引起其他变更。不正确，热可以全部转化为功，只是会引起其他变更。例如等温膨胀时气体吸热全部转化成功，不过体积变更了。例如等温膨胀时气体吸热全部转化成功，不过体积变更了。B不正确，热量可以从低温物体传到高温物体，不过外界会有不正确，热量可以从低温物体传到高温物体，不过外界会有变更，要有外界做功。变更，要有外界做功。5对于室温下的双原子分子志向气体，在等压膨胀的状况下，对于室温下
5、的双原子分子志向气体，在等压膨胀的状况下，系统对外所作的功与从外界吸取的热量之比系统对外所作的功与从外界吸取的热量之比W/Q等于等于 A：1/3 B：1/4C：2/5 D：2/7 解：解：6双原子的志向气体做等压膨胀，若气体在膨胀过程中，从双原子的志向气体做等压膨胀，若气体在膨胀过程中，从外界吸取的热量为外界吸取的热量为700J，则该气体对外做功为，则该气体对外做功为 ：350J B:300J C:250J D:200J解：解：7设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的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，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则理想气体在
6、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温热源吸取的热量的 (A)n倍倍 (B)n-1倍倍 (C)倍倍 (D)倍倍 解：卡诺循环解：卡诺循环二、填空题二、填空题1志向气体志向气体 过程中，系统吸取的热量可用过程中，系统吸取的热量可用P-V上过程曲上过程曲线下的面积表示。线下的面积表示。2确定质量的志向气体经压缩后，体积减小为原来的一半，这确定质量的志向气体经压缩后，体积减小为原来的一半，这个过程可能是绝热、等温或等压过程，假如要使外界做的功最大，个过程可能是绝热、等温或等压过程，假如要使外界做的功最大，那么，这个过程应当是那么，这个过程应当是 过程。过程。等温等温绝热绝热3某
7、理想气体在某理想气体在PV图上其等温线的斜率与绝热线的斜率图上其等温线的斜率与绝热线的斜率之比为之比为0.714，当此理想气体由压强，当此理想气体由压强 帕，体积帕，体积0.5升之状态升之状态绝热膨胀到体积增大一倍时，气体压强为绝热膨胀到体积增大一倍时，气体压强为 ，此过，此过程中所作的功为程中所作的功为 。解：解：4如图如图,一志向气体系统由状态一志向气体系统由状态a沿沿acb到达状态到达状态b，有，有350J的的热量传入系统，而系统做功热量传入系统，而系统做功130J，（，（1）经过）经过adb过程，系统过程，系统作功作功40J，传入系统的热量，传入系统的热量Q=（2）当系统由状态）当系统
8、由状态b沿曲线沿曲线ba返回状态返回状态a时，外界对系统作功时，外界对系统作功60J，则系统吸取的，则系统吸取的热量热量Q=。解：解：5.设在某一过程设在某一过程P中，系统由状态中，系统由状态A变为状态变为状态B，假如，假如 沿相反方沿相反方向进行，可以经过与原来一样的那些中间过程，而重新回到初向进行，可以经过与原来一样的那些中间过程，而重新回到初态，外界未发生任何变更，则过程态，外界未发生任何变更，则过程P称为可逆过程；假如沿相反称为可逆过程；假如沿相反方向进行，不能重复与原来一样的那些中间过程回到初态，或方向进行，不能重复与原来一样的那些中间过程回到初态，或回到初态而外界不能完全复原，则过
9、程回到初态而外界不能完全复原，则过程P称为不行逆过程。称为不行逆过程。6.一卡诺制冷机，低温热源的温度为一卡诺制冷机，低温热源的温度为300K，高温热源的温度，高温热源的温度为为450K，每一循环过程从低温热源吸热，每一循环过程从低温热源吸热400J，则每一循环过程，则每一循环过程外界必需做功为外界必需做功为 。解：解：三、计算题三、计算题1.确定质量的单原子分子志向气体，起先时处于状态确定质量的单原子分子志向气体，起先时处于状态a，体积，体积为为1升，压强为升，压强为3atm，先作等压膨胀至，先作等压膨胀至b态，体积为态，体积为2升，再作升，再作等温膨胀至等温膨胀至c态，体积为态，体积为3升
10、，最终等体降压到升，最终等体降压到1atm的压强，的压强，求：（求：（1）气体在全过程中内能的变更；（）气体在全过程中内能的变更；（2）气体在全过程中）气体在全过程中所作的功和吸取的热量。所作的功和吸取的热量。解：解：（1）等压）等压等温等温等体等体（2）2如图示，如图示，1mol氧气，由状态氧气，由状态a变更到状态变更到状态b，试求下列三种状，试求下列三种状况下，气体内能的变更、所作的功和吸取的热量：况下，气体内能的变更、所作的功和吸取的热量：(1)由由a等温变更到等温变更到b；(2)由由a等体变更到等体变更到c，再由，再由c等压变更到等压变更到b；(3)由由a等压变更到等压变更到d，再由等体变更到，再由等体变更到b。解：解：(1)(2)等体，等体，等压过程等压过程(3)等压过程等压过程等体，等体，4.如图示，为如图示，为1摩尔志向气体（其摩尔志向气体（其 ）的循环过程（）的循环过程（）。）。(1)求求a状态的状态参量；状态的状态参量；(2)求循环效率。求循环效率。解：解：(1)(2)等压过程等压过程等体过程等体过程等温过程等温过程