10-热力学基础习题解答956.pdf

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1、；.本 章 要 点 1体积功 21dVVWp V 2热力学第一定律 21QEEWE W dddQEW 3.气体的摩尔热容 定容摩尔热容 2ViCR 定压摩尔热容 (1)2PiCR 迈耶公式 CP=R+CV 4循环过程 热机效率 2111QWQQ 制冷系数 2212QTeWTT 5.卡诺循环 卡诺热机效率 2111TWQT 卡诺制冷机制冷系数 2212QTeWTT 6.热力学第二定律定性表述：开尔文表述、克劳修斯表述；热力学第二定律的统计意义；7.熵与熵增原理 S=klnW 12lnWWkS 0 2211d()QSSST可逆 习题 10 一、选择题 1.B 2.C 3.B 4.C 5.B 6.B

2、 7.C 8.B 9.C 10.A 二、填空题 1.15J 2.2/5 3.41.6 10 J 4.|1W；|2W 5.124.7 J；84.3 J 6.500；700 7.W/R；W27 8.1123Vp；0 ；.9.22i;2ii 10.8.31 J;29.09 J 三、计算题 1.-700J 2.（1）TC=100 K;TB=300 K (2)400JABW;WBC=200 J;WCA=0 (3)循环中气体总吸热 Q=200 J 3.(1)Wda=5.065103J;(2)Eab=3.039104 J；(3)净功 W=5.47103 J；(4)=13 4.（1）10%；（2）43 10b

3、cWJ 习题 10 一 选择题 1.1 摩尔氧气和 1 摩尔水蒸气（均视为刚性分子理想气体），在体积不变的情况下吸收相等的热量，则它们的：（A）温度升高相同，压强增加相同。（B）温度升高不同，压强增加不同。（C）温度升高相同，压强增加不同。（D）温度升高不同，压强增加相同。2.一定量理想气体，从状态 A 开始，分别经历等压、等温、绝热三种过程（AB、AC、AD），其容积由 V1都膨胀到 2V1，其中 。(A)气体内能增加的是等压过程，气体内能减少的的是等温过程。(B)气体内能增加的是绝热过程，气体内能减少的的是等压过程。(C)气体内能增加的是等压过程，气体内能减少的的是绝热过程。(D)气体内能

4、增加的是绝热过程，气体内能减少的的是等温过程。3.如图所示，一定量的理想气体，沿着图 10-17 中直线从状态 a(压强 p1=4 atm，体积 V1=2 L)变到状态 b(压强 p2=2 atm，体积 V2=4 L)则在此过程中：（A）气体对外做正功，向外界放出热量 （B）气体对外做正功，从外界吸热 （C）气体对外做负功，向外界放出热量 （D）气体对外做正功，内能减少 图 10-17 图 10-18 4.若在某个过程中，一定量的理想气体的内能 E 随压强 p 的变化关系为一直线(其延长线过Ep 图 10-18 的原点)，则该过程为：（A）等温过程 （B）等压过程 （C）等体过程 （D）绝热过

5、程 p(atm)V(L)0 1 2 3 4 1 2 3 4 a b E p O；.V P 绝热 a C b 图 10-19 5.在室温条件下，压强、温度、体积都相同的氮气和氦气在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为 W(氮)W(氦)_.（A）5/9 （B）5/7 （C）1/1 （D）9/5 6.一定量的理想气体，由初态 a 经历 a c b 过程到达终态 b（如图 10-19 示），已知 a、b 两状态处于同一条绝热线上，则_.(A）内能增量为正，对外作功为正，系统吸热为正。（B）内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为正。（C）内能增量为负，对外作功为正，系统吸热为负。（D）不能判

6、断。7.理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的 面积大小（图 10-20 中阴影部分）分别为1S和 2S，则二者大小关系是_.(A)21SS (B)21SS (C)21SS (D)无法确定 8.在温度分别为 327和 27的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为_。(A)25 (B)50 (C)75 (D)91.74 9.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，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温热源吸取的热量的_.（A）n 倍 （B）n-1 倍 （C）n1倍 （D）nn1倍 10.关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述：（1）功可以完全变为热

7、量，而热量不能完全变为功。（2）一切热机的效率都不可能等于 1。（3）热量不能从低温物体向高温物体传递。（4）热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的。P V a b C d 1S2S图 10-20；.以上这些叙述_.（A）只有（2）、（4）正确。（B）只有（2）、（3）、（4）正确。（C）只有（1）、（3）、（4）正确。（D）全部正确。二 填空题 1.有两个相同的容器，一个盛有氦气，另一个盛有氧气（视为刚性分子），开始它们的压强和温度都相同，现将 9J 的热量传给氦气，使之升高一定温度，如果使氧气也升高同样的温度，则应向氧气传递热量为 。2.对于室温条件下的单原子分子气体，在等压膨胀的情况下，

8、系统对外所作之功与从外界吸收的热量之比 W/Q 等于_ _。3.如图 10-21 所示，理想气体从状态 A 出发经 ABCDA 循环过程回到初态 A，则在一循环中气体净吸收的热量为_ _。图 10-21 4.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|，又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W2|，则整个过程中气体从外界吸收的热量 Q=_ ，内能增加了E=_。5.一气缸内贮有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_(摩尔气体常量 R=8.31 J/mol K)6.一定量的某种理想气体在等压过程

9、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.7.有 1 mol 刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功 W，则其温度变化T_；从外界吸取的热量 Qp_ 8.一定量理想气体，从 A 状态(2p1，V1)经历如图 10-22 所示的直线过程变到 B 状态(2p1，V2)，则 AB 过程中系统作功 W_；内能改变E=_ pOVV12V1 p1 2p1AB 图 10-22 9.常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为 i)，在等压过程中吸热为 Q，对外作功为 W，内能增加为E，则 W/Q=_QE/_

10、)10(33mV)10(5paP424 12 A B C D；.10.已知 1 mol 的某种理想气体(其分子可视为刚性分子)，在等压过程中温度上升 1 K，内能增加了 20.78 J，则气体对外作功为_，气体吸收热量为_ 三 计算题 1.如图 10-23 所示,一定量的理想气体经历 a c b 过程时吸热 500J,则经历acbda过程时,吸热为多少？2一定量的某种理想气体进行如图 10-24 所示的循环过程已知气体在状态 A 的温度为 TA300 K，求(1)气体在状态 B、C 的温度；(2)各过程中气体对外所作的功；(3)经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和)AB

11、C p(Pa)OV(m3)123100200300 图 10-24 3 气缸内贮有 36 g 水蒸汽(视为刚性分子理想气体)，经 abcda 循环过程如图 10-25 所示 其中 ab、cd 为等体过程，bc 为等温过程，da 为等压过程试求：(1)da 过程中水蒸气作的功 Wda （2）ab 过程中水蒸气内能的增量ab （3）循环一周水蒸汽作的净功 W （4）循环效率 p(atm)V(L)O a b c d 25 50 2 6 图 10-25 4.一定量双原子分子理想气体，经历如图 10-26 所示循环，ab 为等压过程，经此过程系统图 10-23 1 4 )10(33mV C a d b e 0 1 4)10(5paP ；.内能变化bcJEEab,1034为绝热过程，气体经 ca 等温过程时，外界对系统作功J41078.3.求（1）此循环的效率.（2）bc 过程中系统作功多少？图 10-26 O