热学试题
大学物理竞赛训练题 热学(2)
一、选择题
1. 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． ［ ］
2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，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，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是： ［ ］
(A) 6 J. (B) 5 J. (C) 3 J. (D) 2 J. 3. 某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB 直线所示．A →B 表示的过程是 ［ ］ (A) 等压过程． (B) 等体过程．
(C) 等温过程． (D) 绝热过程．
4.在所给出的四个图象中，哪个图象能够描述一定质量的理想气体，在可逆绝热过程中，密度随压强的变化？
［ ］
5. 气缸中有一定量的氦气(视为理想气体)，经过绝热压缩，体积变为原来的一半，则气体分子的平均速率变为原来的 ［ ］ (A) 24/5
倍． (B) 22/3
倍． (C) 22/5
倍． (D) 21/3
倍． 6. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于 ［ ］
(A) 2/3． (B) 1/2． (C) 2/5． (D) 2/7．
7. 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．
［ ］
p
ρ
p
(A) ρ p
(C)
ρ
p
(B)
ρ
p (D)
8．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p 0，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
(A) p 0． (B) p 0 / 2．(C) 2γp 0． (D) p 0 / 2γ． ［ ］ (=γC p /C V )
9. 一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为p 1，V 1，T 1的平衡态，后来变
到压强，体积，温度分别为p 2，V 2，T 2的终态．若已知V 2 >V 1，且T 2 =T 1，则以下各种说法中正确的是：
(A) 不论经历的是什么过程，气体对外净作的功一定为正值． (B) 不论经历的是什么过程，气体从外界净吸的热一定为正值． (C) 若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少．
(D) 如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外净作功和从外界净吸热的正负皆无法判断． ［ ］ 10. 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．
［ ］ 11. 一定量的理想气体，从a 态出发经过①或②过程到达b
态，
acb 为等温线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递的热
量Q 1、Q 2是
(A) Q 1>0，Q 2>0． (B) Q 1<0，Q 2<0．
(C) Q 1>0，Q 2<0． (D) Q 1<0，Q 2>0．
［ ］
12. 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
(A) –1200 J ． (B) –700 J ． (C) –400 J ． (D) 700 J ．
［ ］
12
3
4
p
p (×105
Pa)
-3 m 3)
13. 如图所示，设某热力学系统经历一个由c →d →e 的过程，其中，ab 是一条绝热曲线，e 、
c 在该曲线上．由热力学定律可知，该系统在过程中
(A) 不断向外界放出热量．
(B) 不断从外界吸收热量．
(C) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量等
于放出的热量． (D) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量大
于放出的热量．
(E) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量小于放出的热量. ［ ］
14. 理想气体经历如图中实线所示的循环过程，两条等体线分别和该循环过程曲线相切于a 、c 点，两条等温线分别和该循环过程曲线相切于b 、d 点a 、b 、c 、d 将该循环过程分成了ab 、bc 、
cd 、da 四个阶段，则该四个阶段中从图上可肯定为放热的阶段
为
(A) ab ． (B) bc ． (C) cd ． (D) da
． ［ ］
15. 某理想气体分别进行了如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) η<η′, Q < Q ′. (B) η<η′, Q > Q ′. (C) η>η′, Q < Q ′. (D) η>η′, Q > Q ′. ［ ］
16. 关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法： (1) 可逆过程一定是平衡过程． (2) 平衡过程一定是可逆过程．
(3) 不可逆过程发生后一定找不到另一过程使系统和外界同时复原． (4) 非平衡过程一定是不可逆过程． 以上说法，正确的是： (A) (1)、(2)、(3). (B) (2)、(3)、(4).
(C) (1)、(3)、(4). (D) (1)、(2)、(3) 、(4). ［ ］
a
b
c d
e
V
p O
V
p O
a
b
c
d
a'
b'
c' d'
17. 所列四图分别表示理想气体的四个设想的循环过程．请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号．
［ ］
18. 如图所示：一定质量的理想气体，从同一状态A 出发，分别经AB （等压）、AC （等温）、AD （绝热）三种过程膨胀，使体积从V 1增加到V 2．问哪个过程中气体的熵增加最多？哪个过程中熵增加为零？正确的答案是：
(A) 过程AB 熵增加最多，过程AC 熵增加为零．
(B) 过程AB 熵增加最多，过程AD 熵增加为零． (C) 过程AC 熵增加最多，过程AD 熵增加为零．
(D) 过程AD 熵增加最多，过程AB 熵增加为零．
［ ］
19. 设1 mol 理想气体，从同一初始平衡态出发，进行可逆的等压过程或等体过程．在温熵图(T ~S )中，对于相同的温度
(A) 等压过程曲线的斜率大于等体过程曲线的斜率． (B) 等压过程曲线的斜率小于等体过程曲线的斜率． (C) 两种过程曲线的斜率相等． (D) 两种过程曲线的斜率孰大孰小取决于温度的值． ［ ］
二、填空题
1. (5分)一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由0V 压缩到02
1
V ，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：__________过程外界对气体作
功最多；__________过程气体内能减小最多；__________过程气体放热最多． 2. (3分) 水的定压比热为 K J/g 2.4?．有1 kg 的水放在有电热丝的开口桶内，如图所示．已知在通电使水从30℃升高到80 ℃的过程中，电流作功为 4.2×105
J ，那么过程中系统从外界吸收的热量Q =______________．
3. (3分) 3 mol 的理想气体开始时处在压强p 1 =6 atm 、温度T 1 =500 K 的平衡态．经过一个等温过程，压强变为p 2=3atm ．该气体在此等温过程中吸收的热量为Q ＝_____________J ． (普适气体常量1
1
K m ol J 31.8--??=R )
绝热等温
等体
绝热等温
等体绝热
绝热
等压绝热
等温
绝热
p
V O (A)
p
V O
(B)
p
V
O
(C)
p
V
O
(D)
V
12
I
4. (3分) 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．
5. (3分)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 =______________．
6. (5分) 设在某一过程中，系统由状态A 变为状态B ，
如果_________________________________________________，则该过程称为可逆过程； 如果__________________________________________则该过程称为不可逆过程．
7. (4分)所谓第二类永动机是指____________________________________________， 它不可能制成是因为违背了____________________________________________． 8. (3分)由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边真空．如果 把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，达到平衡后气体的温度__________(升高、降低或不变)，气体的熵__________(增加、减小或不变
)．
9. (3分)已知某理想气体的比热容比为γ ，若该气体分别经历等压过程和等体过程，温度由
T 1升到T 2，则前者的熵增加量为后者的______________倍．
10. (4分) 1 mol 理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由V 1变到V 2． (1) 当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量?S = _________________． (2) 当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量?S = _________________． 11. (5分)三个附图所示分别是一定量理想气体经历的可逆过程曲线．试判断各图上a ，b 两点中处于哪一点的状态时理想气体的熵大，在熵大的那一点上画上“√”，若在两点时的熵一样大，则在两点上都画上“√”．
12. (4分)一个能透热的容器，盛有各为1 mol 的A 、B 两种理想气体，C 为具有分子筛作用的活塞，能让A 种气体自由通过，不让B 种气体通过，如图所示．活塞从容器的右端移到容器的一半处，设过程中温度保持不变，则
(1) A 种气体熵的增量?S A =_____________________, (2) B 种气体熵的增量?S B = ______________________．
三、计算题
1. (5分)气缸内盛有单原子分子的理想气体，若绝热压缩使其体积减半，问气体分子的方均根速率变为原来的几倍？
2. (5分) ν摩尔的某种理想气体，状态按p a V /
=的规律变化(式中a 为正常量)，当气
体体积从V 1膨胀到V 2时，试求气体所作的功W 及气体温度的变化T 1-T 2各为多少． 3. (8分) 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 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) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？ 4. (10分) 一个可以自由滑动的绝热活塞(不漏气)把体积为2V 0的绝热容器分成相等的两部分Ⅰ和Ⅱ．Ｉ、Ⅱ中各盛有摩尔数为
ν的刚性分子理想气体(分子的自由度为i )，温度均为T 0．今用一外力作用于活塞杆上，缓慢地将Ⅰ中气体的体积压缩为原体积的一半．忽略摩擦以及活塞和杆的体积，求外力作的功．
5. (5分) 如图所示，AB 、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过程，组成一个循环。若图中EDCE 所包围的面积为70 J ，EABE 所包围的面积为30 J ，过程中系统放热100 J ，求BED 过程中系统吸热为多少？
6. (5分) 1 mol 的理想气体，完成了由两个等体过程和两个等压过程构成的循环过程(如图)，已知状态1的温度为T 1，状态3的温度为T 3，且状态2和4在同一条等温线上．试求气体在这一循环过程中作的功．
7. (10分)如图，体积为30L 的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压强为1标准大气压，气
温为27℃，求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少？（普适气体常量 R = 8.31 J ·mol -1
·K -1
）
p V
O
A
B
E
D C
8. (10分) 一只密闭的容器装有1 mol 理想气体（此气体的分子自由度数为i ），气体温度原先和环境温度T 0相同．现用理想的卡诺致冷机从此气体吸取热量并使它的温度逐渐降低至T 1，致冷机放热给周围环境，环境温度T 0保持不变，求为了完成上述过程外界需要作的功（密闭容器的热容量和容积变化可忽略不计）．
9. (10分) 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．热机靠燃料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t 1 =210 ℃，天然蓄水池中水的温度为 t 2 =15 ℃，暖气系统的温度为t 3＝60 ℃，热机从燃料燃烧时获得热量Q 1 = 2.1×107
J ，计算暖气系统所得热量．
10. (10分)1 mol 单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结ac 两点的曲线Ⅲ的方程为2
2
0/V V p p =, a 点的温度为
T 0
(1) 试以T 0 , 普适气体常量R 表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ过程中气体吸收的热量。
(2) 求此循环的效率。
11．(10分) 1 mol 刚性多原子分子理想气体，经历如图所示的循环过程ABCA ，图中AB 为一直线，气体在A 、B 状态的温度皆为T 2，在C 状态的温度为T 1．试计算此循环的效率．
12．(10分) 一热力学系统由2 mol 单原子分子理想气体与2 mol 双原子分子（刚性分子）理想气体混合组成．该系统经历如图所示的abcda 可逆循环过程，其中ab 、cd 为等压过程bc 、da 为绝热过程，且T a = 300 K ，T b = 900 K ，T c = 450 K ，T d = 150 K ．
求：(1) ab 过程中系统的熵变；
(2) cd 过程中系统的熵变；
(3) 整个循环中系统的熵变．
（普适气体常量 R = 8.31 J ·mol -1
·K -1
）
p 9p 0
V
2p 11
1
p 1
p V
O
c
b
a
d
13．(10分) 气缸内有一定量的氧气，（视为刚性分子的理想气体），作如图所示的循环过程，其中ab 为等温过程，bc 为等体过程，ca 为绝热过程．已知a 点的状态参量为p a 、V a 、T a ，b 点的体积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 ．
14. (5分) 在图中，AB 为一理想气体绝热线．设气体由任意C 态经准静态过程变到D 态，过程曲线CD 与绝热线AB 相交于E ．试证明：CD 过程为吸热过程．
15. (5分) 摩尔数相同的三种气体：He 、N 2、CO 2 (均视为刚性分子的理想气体)，它们从相
同的初态出发，都经历等体吸热过程，若吸取相同的热量，则
(1) 三者的温度升高相同；(2) 三者压强的增加也相同． 上述两个结论是否正确？如有错误请作出正确的解答． 16．（5分） 试根据热力学第二定律证明两条绝热线不能相交． 17．（5分）试证明：理想气体绝热自由膨胀必导致熵的增加．
大学物理竞赛训练试题 热学(2)参考答案
一、选择题
1. B pV vRT = ab 等体过程 Q 1 =C V ?T>0
a /c
b 过程 Q 2=C V ?T+Q 3 ,等温压缩Q 3<0
2. A PV=vRT v 1=v 2
()()212155 2V R vC T T v
T T =-=-; ()()21216 2
V R
Q vC T T v T T =-=- 3. A 2i E vRT =
pV i
2
= 4.D pV C γ
=, 1/1/M Mp V C γ
γρ==,且 11γ
< 5. D υ=
T 1V 1γ-1=T 2V 2γ-1, γ=5/3, T 2/T 1= V 1γ-1/V 2γ-1=22/3
6.D A=p(V 2-V 1)=vR (T 2-T 1) ; Q=vC p (T 2-T 1)= v7R (T 2-T 1)/2
V
p a b
p O
A B
C
D
E
7. B ， 11221p V p V A γ-=
-12
1
vRT vRT γ-=-
8．B Q = ?E +A ，理想气体绝热自由膨胀W=0,且为非静态过程故是等温过程，绝热方程要
求是准静态过程，故不能用1pV C γ
= ，而要用pV vRT =，来计算，p= p 0/2 。
9. D Q = ?E + A ，A =Q -?E ； 如理想气体绝热自由膨胀T 2 =T 1 ,对外作功为零,
准静态过程中有 2
1
V V A pdV =
?
10. B T a =T b , ?E=0, 且 W >0, 由 Q = ?E +A 得 Q>0。 11. A Q ＝?E +A , ?E=0; a ②b 过程: A>0, Q >0。
a ①
b 过程: A >0, Q >0
12. B Q ＝?E + A, T a =T b , E b -E a =0;
acb 过程: Q 1-A 1 = E b -E a =0
abcda 过程: Q =A=-(1200-W 1 )= -700J
13. D Q ＝?E +A; ecde 过程: Q ecd =Q =A>0;
14. C 由热力学第一定律 Q =?E + A 知：
ab 阶段，?E >0，A >0，所以Q >0，即吸热； bc 阶段，?E <0，A >0，所以Q 的正负不能肯定； cd 阶段，?E <0，A <0，所以Q <0，即放热； da 阶段，?E >0，A >0，所以Q 的正负不能肯定．
故答案应为cd 阶段．
15. B 1
21T T Q A
-==η 16. C
17. B 用热二定律，两绝热线不能相交 18. B ?
=
?T
dQ
S , vRT pV = 等压 dT vC dQ p =, 1
212ln ln
V V vC T T vC T
dT vC S p p p ===
??
等温 dV V
vRT
pdV dQ =
=, 12ln V V vR V vRdV S ==?? 19. B dQ =Tds , vRT pV =, 相同的温度 根据定义 x
x x C T
T Q T S T ==)/d d ()d d (
理想气体有 C p > C V 故可知(B)是正确的．
可逆的等压过程 C p dT =dQ =TdS ,
p
C T
dS dT =
可逆的等体过程 C V dT =dQ =TdS , V
C T
dS dT =
二、填空题
1. 绝热 ; 等压; 等压;
2. －2.1×105
J 果加热使水经历同样的等压升温过程，应有 Q ′=ΔE +A ′= mc (T 2－T 1) 现在通电使水经历等压升温过程，则应有
Q =ΔE +A ′－A 电 = mc (T 2－T 1) －A 电 =－2.1×105
J 3. 3
1064.8? Q =ΔE +A ， 等温过程 Q = A
22
1
1
2112
ln ln V V V V V p RT
A pdV v
dV vRT vRT V V p ====?? 4.BM 、CM ; CM ;
M →Q →C →M 正循环:Q=A>0,而QC 放热,故CM 吸热,温度升高,T C
5. 25% 21100
1400
T T η=-
= 6.能使系统进行逆向变化，从状态B 回复到初态A ，而且系统回复到状态A 时，周围一切也都回复原状
系统不能回复到状态A ，或当系统回复到状态A 时，周围并不能回复原状. 7.从单一热源吸热，在循环中不断对外作功的热机 ; 热力学第二定律 8.不变 ; 增加
9. γ 等体过程： T C Q V V d d ν= T
Q S V
V d d =
??==-=?21
)d (1
d 12T
T V V T C T T Q S S S ν12ln T T C V ν=
等压过程： T C Q p p d d ν= ∴
??==-=?21
)d (1
d 12T
T p p T C T T Q S S S ν12ln T T C p ν=
故得
==??)/ln()/ln(1212T T C T T C S S V p V p
ννγ=V
p
C C
10. 0 ; 1
2
ln
V V R .
11.
答案见图
12. 0 ; -5.76 J/K
三、计算题
1. 解：由绝热方程 21211
1
T V T V --=γγ
得 11
21122)/(/--==γγV V T T 故 ()()
2
/1212
/122/v v
2/112/12)/3/()/3(mol mol M RT M RT =
2/)1(2
/1122)
/(-==γT T
单原子分子气体 67.1=γ ∴ ()()
2
/1212
/122/v v 26.12335.0==
2. 解：已知p a V /
=，则有 22/V a p =，
∴ dV V
a pdV W V V V V ??==2
12
122)./1/1(212
V V a -=
又由RT pV ν= 及上面的 p = a 2
/ V 2
得
T = a 2 /(vRtV )
∴ ).1
1(2
1221V V R a T T -=-ν
3. 解：(1) 等温过程气体对外作功为
?
?==
=
333ln d d V V V V RT V V
RT
V p W =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103
J
(2) 绝热过程气体对外作功为
V V
V p V p W V V V V d d 0
300
3??-==
γ
γ
RT V p 1
311131001--=--=
--γγγ
γ ＝2.20×103
J
4. 解：设Ⅰ、Ⅱ中气体末态的温度分别为T 1和T 2，Ⅰ、Ⅱ中气体内能的增量分别为△E 1和△E 2．因容器是绝热的，故外力作的功A 应等于容器内气体内能的增量△E ，即
A =△E 而 △E =△E 1+△E 2
△E 1= vC V (T 1－T 0) iR C V 2
1
= 1001
01)
2
1(--=γγV T V T , i i /)2(+=γ
∴ T 1=T 022/i
则 )12(2
1
/201-=
?i iRT E ν
)(2
1
)(02022T T iR T T C E V -=-=?νν
1001
02)2
3(--=γγV T V T
∴ T 1 = T 0(2/3)2/i
则 ]1)3/2[()2
1(/202-=?i
T iR E ν
∴ 12A E E E =?=?+?]1)3/2(2[2
1
/2/20-+=
i i iRT ν 5. 解：正循环EDCE 包围的面积为70 J ，表示系统对外作正功70 J ；EABE 的面积为30 J ，因图中表示为逆循环，故系统对外作负功，所以整个循环过程系统对外作功为：
W =70+(－30)=40 J
设CEA 过程中吸热Q 1，BED 过程中吸热Q 2 ，由热一律，
W =Q 1+ Q 2 =40 J Q 2 = W －Q 1 =40－(－100)=140 J
BED 过程中系统从外界吸收140焦耳热.
6. 解：设状态“2”和“4”的温度为T )()(132341T T R T T R W W W -+-=+= RT T T R 2)(31-+= 2分 ∵ p 1 = p 4，p 2 = p 3，V 1 = V 2，V 3 = V 4
而 111RT V p =，333RT V p =，RT V p =22，RT V p =44
∴ 2
331131/R V p V p T T =，
2
44222/R V p V p T = . 得 312
T T T
=，即 2/131)(T T T =
∴ ])(2[2
/13131T T T T R W -+= 3分
7. 解：开始时气体体积与温度分别为 V 1 =30×10-3
m 3
，T 1＝127＋273＝400 K ∴ 气体的压强为 p 1=RT 1/V 1 =1.108×105
Pa
大气压 p 0=1.013×105
Pa ， p 1>p 0
可见，气体的降温过程分为两个阶段：第一个阶段等体降温，直至气体压强p 2 = p 0，此时温度为T 2，放热Q 1；第二个阶段等压降温，直至温度T 3= T 0=27＋273 =300 K ，放热Q 2
(1) )(2
3
)(21211T T R T T C Q V -=
-= ==1122)/(T p p T 365.7 K ∴ Q 1= 428 J 5分 (2) )(2
5
)(32322T T R T T C Q p -=
-==1365 J ∴ 总计放热 Q = Q 1 + Q 2 = 1.79×103
J 5分
8. 解：该过程中作为低温热源的被致冷的气体的温度是在不断变化的．而作为高温热源的
环境的温度恒定为T 0．因此，过程中致冷机的致冷系数也是在不断变化的．
设过程中某个任意状态下，气体温度为T ．经历一个元致冷循环后，气体温 度的增量为d T ，则气体内能增量为 T R i
E d 2
d =
由于气体体积的变化可以忽略，所以根据热力学第一定律，元过程中气体放 热的热量为 =-=E Q d d 2T R i
d 2
-
设元致冷循环中外界对致冷机作功为d A ，则该卡诺致冷机的致冷系数为 20d d Q T
e A T T
==- ∴ 02d d T T
A Q T
-=
T R i T T T d 20
--= 使气体温度由T 0降至T 1外界所作的总功为 1
(1)d 2T T i T A R T T =--? 0
1
(1)d 2T T i T A R T T =
-?)(2ln 210100T T R i T T RT i --= 9. 解: 由卡诺循环效率可得热机放出的热量
1
3
1
2T T Q Q = 卡诺热机输出的功 11
31)1(Q T T
Q W -==η
由热力学第一定律可得致冷机向暖气系统放出的热量
W Q Q +'='21
卡诺致冷机是逆向的卡诺循环,同样有 3
2
12T T Q Q '=' 由此解得 )1(1
323132331
T T
T T Q T T T WT Q --=-='
暖气系统总共所得热量 11
233211
2)()(Q T T T T T T Q Q Q --='+= 7
1027.6?= J
10.解：设a 状态的状态参量为p 0, V 0, T 0，则p b =9p 0, V b =V 0, T b =(p b /p a )T a =9T 0 1分
∵ 2
2
0V V p p c c = ∴ 000
3V V p p
V c == 1分 ∵ p c V c =RT c ∴ T c = 27T 0 1分
(1) 过程Ⅰ )9(2
3
)(00T T R T T C Q a b V V -=
-=012RT = 1分 过程Ⅱ Q p = C p (T c －T b ) = 45 RT 0 1分 过程Ⅲ ?
+-=a
c
V V c a V V V V p T T C Q 2
020/d )()(
)(3)27(23
3320
000c a V V V p T T R -+-=
02
03030007.473)
27(39RT V V V p RT -=-+-= 3分
(2) %3.1645127.471|
|10
00=+-=+-=RT RT RT Q Q Q p V η 2分
11．解：一个循环中系统所作的净功为 1121
V p A =
2分 CA 过程中气体吸热为 )2(2
1
)(1111122V p V p T T C Q V -=-=113V p = 2分
在AB 过程中，一部分为吸热过程，另一部分为放热过程，转换点可计算如下：先求出AB 直线方程 V V p p p 1
1
13-
= 根据热力学第一定律及理想气体状态方程，求出AB 过程中任一微小过程中的功、内能增量和热量为 ==V p A d d V V V p p d )3(1
1
1-
==
T R i
E d 2
d V V V p p pV i d )23(26)d(2111-=
V V V p
p A E Q d )712(d d d 1
11-=+=
令d Q = 0，求得吸、放热转换点M 的体积和压强为
V M = (12 / 7) V 1，P M = (9 / 7) p 1， 4分
所以AB 过程吸热为 ??
-==M
V V V V V p p Q Q 1
d )7
12(d 1
11111425
V p = 2分 于是循环的效率为 %4.1067
7
21==+=Q Q A η 2分
12．解：(1) 混合气体的定压摩尔热容为
2
12211νννν++=p p p C C C 22)2/7(2)2/5(2+?+?=R
R = 3R 2分
ab 过程中系统的熵变为 a b p T
T p b
a ab
T T C T T
C T Q S b a
ln d d νν===???
)/ln()(21a b p T T C νν+= = 1.10×102
J/K 3分 (2) cd 过程中系统的熵变为 c d p d
c
cd T T C T Q
S ln )(d 21νν+==
?? = -1.10×102
J/K 3分 (3) 整个循环中系统的熵变为
?S = ?S ab + ?S bc + ?S cd + ?S da = 0 2分
13．解：(1) 设气缸中有ν 摩尔氧气，根据热力学第一定律： Q = ?E + A
对于ab 等温过程，?E = 0，故有 )/ln( a b a ab ab V V RT A Q ν== 3ln 3ln a a a V p RT ==ν ① 1分
对于bc 等体过程，T c < T b ，A = 0，故为放热过程. 放出的热量
)( c b V c b bc T T C E E Q -=-=ν)( c a V T T C -=ν ② 1分
对于cd 绝热过程，有 a a c c T V T V 11--=γγ，即 1
)/(-=γc a a c V V T T
因氧气为刚性双原子分子体，故 40.15
7
2==+=
=
i i C C V
p
γ ∴ a a c T T T 644.0)3
1(40
.0== 2分
把T c 代入②式得 356.02
5
)644.01(?=-=a a V bc RT T C Q ννa a V p 890.0=
循环效率为 =-
=-=3
ln 890
.011ab bc Q Q η19.0％ 2分 (2)
?S ab + ?S bc + ?S ca = 0
?S ca = 0，
故有 3ln R T Q S S a ab ab bc ν-=-=?=?3ln a
a a T V
p -= 即在bc 过程中，熵减少
3ln a
a
a T V p 4 14.证：过C 点作另一条绝热线B A ''，由热力学第二定律可知
B A ''与AB 不可能相交，一定在AB 下方，过D 点作一等体线，
它与绝热线B A ''相交于M ．根据热力学第一定律有
Q CD = E D －E C +W CD ① Q CM =E M －E C +W CM ②①－②得 Q CD －Q CM =E D －E M +W CD －W CM 而 Q CM =0 (绝热过程在等体线上，D 点压强大于M 点，∴ T D >T M 因而 E D －E M >0．
p
由图可知 W CD >W CM ∴ Q CD >0
CD 过程为吸热过程． 5分
15.解：两个结论都是错误的．
根据热力学第一定律Q =? E + W 在等体过程中W =0，则 Q = ?E = (M /M mol )C V ?T 即
V
mol C M M Q
T )/(=?
对于 He: R C V 23=
, N 2 : R C V 25=, CO 2: R C V 2
6= ∴ (1) 它们的温度升高依次是： 2
2CO N He )()()(T T T ?>?>?[或 22CO N He )(2)(3
5
)(T T T ?=?=
?] 又由等体过程中 p/T ＝恒量 得 T p ??/＝恒量
∴ (2) 它们的压强增加依次是： 22CO N He )()()(p p p ?>?>? ［或22CO N He )(2)(3
5
)(p p p ?=?=
?］ 16．证：设p －V 图上某一定量物质的两条绝热线S 1和S 2可能相交，若引入等温线T 与两条绝热线构成一个正循环，如图所示，则此循环只有一个热源而能做功(图中循环曲线所包围的面积)，这违反热力学第二定律的开尔文叙述．所以，这两条绝热线不可能相交．
17．证：气体的自由膨胀是一种不可逆过程（即：不是准静态过程），但求过程前后的熵差、却需用准静态过程将过程的始终两态连接起来计算．
设气体摩尔数为ν ，其自由膨胀前的体积为V 1，温度为T ，理想气体绝热自由膨胀时，温度不变仍为T ，而体积增大为V 2（V 2 > V 1），用准静态的等温过程把绝热自由膨胀前后的状态连接起来．∵ d E = 0，
∴ V V
T
R V p Q d d d ν==， 2分 V
V
R T V V RT T Q S d d )/(d d νν=== ∴ ??==-2
1
V V 12V dV
dS R S S ν0ln 12>=V V R ν． 3分
热学模拟试题(一)(2020年整理).doc
热学模拟试题（一） （时间：120分钟 共100分） 一、单项选择题：下面每题的选项中，只有一个是正确的，请将正确答案填在下面的答题表格内。（本题共15小 题，每小题2分，共30分） 1、 有一截面均匀、两端封闭的圆筒，中间被一光滑的活塞分成两边，如果其中的一边装有1克的氢 气，则为了使活塞停留在正中央，另一边应装入的氧气质量为（ ） A 、 16 1 克；B 、8克；C 、16克；D 、32克。 2、 如果只能用绝热方法使系统从初态变到终态，则（ ） A 、 对联结这两态的不同绝热路径，所做功不同； B 、 对联结这两态的所有绝热路径，所做功都相同； C 、 由于没有热能传递，故没有做功； D 、 系统的总内能将不变。 3、 下列说法正确的是（ ） A 、一个热力学系统吸收的热量越多，则其温度就越高，内能也就越大； B 、理想气体在自由膨胀过程中，体积从1V 变到2V ，则所作的功? ?= 2 1 V V dV P A ； C 、任意准静态过程中，理想气体的内能增量公式T C U m V ?=?,ν都适用； D 、理想气体被压缩，其温度必然会升高。 4、 由热力学第二定律，下面哪个说法正确（ ） A 、功可完全转变为热，但热不可能完全转为功； B 、热量不可能由低温物体传向高温物体； C 、两条绝热线可以相交； D 、一条绝热线与一条等温线只能有一个交点。 5、 一摩尔单原子理想气体，在一个大气压的恒定压强下，从0?C 被加热到100?C ，此时气体的内能 增加了（ ） A 、150J ； B 、415.5J ； C 、1246.5J ； D 、2077.5J 。 6、 将氦气液化的设备装在温度为K 3001=T 的房间内，如果该设备中氦气的温度为K 0.51=T ，则释 放给房间的热量1Q 和从氦气吸收的热量2Q 的最小比值为（ ） A 、 601；B 、60；C 、59 1 ；D 、59。 7、 在固定的容器中，若将理想气体的温度T 0提高为原来的两倍，即T ＝2T 0，分子的平均动能和气 体压强分别用ε和P 表示，则（ ） A 、02εε=，P = 2P 0； B 、02εε=，P = 4P 0； C 、04εε=，P = 2P 0； D 、ε和P 都不变。 8、 摩尔数一定的理想气体，由体积V 1，压强P 1绝热自由膨胀到体积V 2=2V 1，则气体的压强P 2、内 能变化U ?和熵的变化S ?分别为（ ） A 、 21P ，0，0； B 、2 1P ，0，2ln R ν C 、 2 1 P ，2ln R ν，0；； D 、 γ 2 1P ，0，2ln R ν。 9、 理想气体起始时温度为T ，体积为V ，经过三个可逆过程，先绝热膨胀到体积为2V ，再等体升压 到使温度恢复到T ，再等温压缩到原来的体积。则此循环过程（ ） A 、每个过程中，气体的熵保持不变； B 、每个过程中，外界的熵保持不变； C 、每个过程中，气体与外界的熵之和保持不变； D 、整个过程中，气体与外界的熵之和增加。 10、 若用N 表示总分子数，f (v )表示麦克斯韦速率分布函数，以下哪一个积分表示分布在速率区间 v 1~v 2内所有气体分子的总和（ ） A 、?2 1 )(v v dv v f ；B 、?2 1 )(v v dv v Nf ；C 、?2 1 )(v v dv v vf ；D 、?2 1 )(v v dv v Nvf 。 11、 某容器内盛有标准状态下的氧气O 2，其均方根速率为v 。现使容器内氧气绝对温度加倍，O 2被 分离成原子氧O ，则此时原子氧的均方根速率为（ ） A 、 2 1 v ；B 、v ；C 、2v ；D 、2v 。 12、 若气体分子服从麦克斯韦速率分布律，如果气体的温度降为原来的二分之一，与最概然速率v p 相应的速率分布函数f (v p )变为原来的（ ） A 、 21 ；B 、2；C 、2 1；D 、2。 13、 一容器贮有气体，其平均自由程为λ，当绝对温度降为原来的一半，体积增大一倍，分子作用 半径不变。此时平均自由程为（ ） A 、 21 λ； B 、2 1λ； C 、λ； D 、2λ； E 、2λ。 14、 气体温度和压强都提高为原来的2倍，则扩散系数D 变为原来的（ ） A 、2倍； B 、 2 1倍；C 、2倍；D 、 2 1 倍；E 、22倍。 15、 若在温度为T ，压强为P 时，气体的粘滞系数为η，则单位体积内的分子在每秒钟相互碰撞的总 次数为（ ） A 、πη34P ； B 、πη 38P ；C 、kT P πη342；D 、kT P πη382。 二、填空题：根据题意将正确答案填在题目中的空格内。（本题共9小题，10个空，每空2分，共20分） 1、 一摩尔单原子分子理想气体，从温度为300K ，压强为1atm 的初态出发，经等温过程膨胀至原 来体积的2倍，则气体所作的功为 。 2、 设空气温度为0℃，且不随高度变化，则大气压强减为地面的75%时的高度为 。 3、 某种气体分子在温度为T 1时的方均根速率等于温度为T 2时的平均速率，则2 1 T T ＝ 。 4、 氮气分子的最概然速率为450m/s 时的温度为 。 5、 1摩尔双原子分子理想气体由300K 经可逆定压过程从0.03 m 3膨胀到0.06 m 3，则气体的熵变 为 。
传热学试题库含参考答案
《传热学》试题库 第一章概论 一、名词解释 1．热流量：单位时间内所传递的热量 2．热流密度：单位传热面上的热流量 3．导热：当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，在物体各部分之间不发生相对位移的情况下，物质微粒(分子、原子或自由电子)的热运动传递了热量，这种现象被称为热传导，简称导热。 4．对流传热：流体流过固体壁时的热传递过程，就是热对流和导热联合用的热量传递过程，称为表面对流传热，简称对流传热。 5．辐射传热：物体不断向周围空间发出热辐射能，并被周围物体吸收。同时，物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样，物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递，称为表面辐射传热，简称辐射传热。 6．总传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，称为总传热过程，简称传热过程。 7．对流传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的对流传热量，单位为W／(m2·K)。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8．辐射传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的辐射传热量，单位为W／(m2·K)。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9．复合传热系数：单位时间内单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K是的复合传热量，单位为W／(m2·K)。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10．总传热系数：总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量。 二、填空题 1．热量传递的三种基本方式为、、。 （热传导、热对流、热辐射） 2．热流量是指，单位是。热流密度是指，单位是。 （单位时间内所传递的热量，W，单位传热面上的热流量，W/m2） 3．总传热过程是指，它的强烈程度用来衡量。 (热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程，总传热系数) 4．总传热系数是指，单位是。 （传热温差为1K时，单位传热面积在单位时间内的传热量，W／(m2·K)） 5．导热系数的单位是；对流传热系数的单位是；传热系数的单位是。 （W／(m·K)，W／(m2·K)，W／(m2·K)） 6．复合传热是指，复合传热系数等于之和，单位是。 （对流传热与辐射传热之和，对流传热系数与辐射传热系数之和，W／(m2·K)） 7．单位面积热阻r t的单位是；总面积热阻R t的单位是。 （m2·K/W，K/W） 8．单位面积导热热阻的表达式为。 （δ/λ） 9．单位面积对流传热热阻的表达式为。 （1/h） 10．总传热系数K与单位面积传热热阻r t的关系为。 （r t=1/K） 11．总传热系数K与总面积A的传热热阻R t的关系为。 （R t=1/KA） 12．稳态传热过程是指。
XXXX工程热力学试题_答案
工程热力学Ⅰ（A 卷） （闭卷，150分钟） 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？ 答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？ 答： =?? ? ??++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为 （1分） 对热机循环子系统： 1分 1分 根据卡诺定理及推论： 1分 则： 。1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中 保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。 答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。 5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计） B 隔板 A 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?=+++R 0S ?=22 t t,C 1111Q T Q T ηη==-=-iso 0S ?=iso 0 S ?=
热学试题1---4及答案
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=·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 2 3 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. — 11. 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 ） 16 1 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 2 3 ； （C ）kT 2 1 ； （D ）RT 。 [ C ] 3. ! 4. 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： P(atm) T(K) ~ a b c d —
《工程热力学》期中测试题参考答案
1 一、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”，每小题2分，共20分） 1. 理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式c p -c v =R g 。………………………………………（ × ） 2. 经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。…………………………………………………（ × ） 3. 某容器中气体的压力为1MPa ，而被密封在压力为0.5MPa 的空间中用来测量该容器压力的压力表的读数是0.5MPa 。………………………………………………………………………………………（ √ ） 4. 由于Q 和W 都是过程量，故(Q-W) 也是过程量。…………………………………………………（ × ） 5. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。………………………………………（ × ） 6. 系统中发生吸热过程系统熵必增加。………………………………………………………………（ × ） 7. 只要知道闭口系统发生某个过程前后的熵差值就可求出整个过程中系统与外界交换的热量。（ × ） 8. 热力学恒等式du =Tds -pdv 与过程可逆与否无关。…………………………………………………（ × ） 9. 对于可逆过程有δQ =T d S ，对于不可逆过程有δQ ＞T d S 。…………………………………………（ × ） 10. 理想气体的内能、焓和熵都是温度的单值函数。…………………………………………………（ × ） 二、选择题（每小题3分，共30分） 1.工质进行了一个吸热，升温，压力增加的多变过程，则多变指数n 满足：…………………………（ C ） A. 0
化工热力学复习题(附答案)
化工热力学复习题 一、选择题 1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ） A. 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 2. 纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 3. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 4. 关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 5. 下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。 （D ）强度性质无偏摩尔量 。 6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。 （B ）逸度可称为“有效压力” 。 （C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。 （D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。 （E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 7. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ). a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 8. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势 B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势 D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E ) （A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C ）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D ）任何纯物质的活度均为1。 （E ）r i 是G E /RT 的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A 和B 组成的均相体系中，若A 的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ） A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不一定 11．下列各式中，化学位的定义式是 ( A ) 12．混合物中组分i 的逸度的完整定义式是（ A ）。 A. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^i /(Y i P)]=1 B. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p [f ^ i /P]=1 C. dG i =RTdln f ^i , 0lim →p f i =1 ； D. d G ___i =RTdln f ^i , 0lim →p f ^ i =1 13． 关于偏摩尔性质，下面说法中不正确的是（ B ） A.偏摩尔性质与温度、压力和组成有关 B ．偏摩尔焓等于化学位 C ．偏摩尔性质是强度性质 D. 偏摩尔自由焓等于化学位 j j j j n nS T i i n T P i i n nS nV i i n nS P i i n nU d n nA c n nG b n nH a ,,,,,,,,])([.])([.])([.])([.??≡??≡??≡??≡μμμμ
热学复习题
热学复习题 一、选择题 1、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p 1 和p 2，则两者的大小关系是： (A) p 1> p 2． (B) p 1< p 2． (C) p 1＝p 2． (D)不确定的． ［ ］ 2、一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处 在温度为T 的平衡态时，其内能为 (A) (N 1+N 2) ( 23kT +25kT )． (B) 21(N 1+N 2) (23kT +2 5kT )． (C) N 123kT +N 225kT ． (D) N 125kT + N 223kT ． ［ ］ 3、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． 这些说法中正确的是 (A) (1)、(2) 、(4)． (B) (1)、(2) 、(3)． (C) (2)、(3) 、(4)． (D) (1)、(3) 、(4)． ［ ］ 4、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． ［ ］ 5、压强为p 、体积为V 的氢气（视为刚性分子理想气体）的内能为： (A) 25pV ． (B) 2 3pV ． (C) pV ． (D) 2 1pV ． ［ ］ 6、1 mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为 (A) RT 23． (B) kT 2 3． (C) RT 25． (D) kT 2 5． ［ ］ （式中R 为普适气体常量，k 为玻尔兹曼常量） 7、5056 一定质量的理想气体的内能E 随体积V 的变化关系为一直线(其 延长线过E ~V 图的原点)，则此直线表示的过程为： (A) 等温过程． (B) 等压过程． (C) 等体过程． (D) 绝热过程．［ ］ 8、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． ［ ］
热学试题库
物理学本科《热学》期终试卷（一）班级_______ 姓名_________ 学号________ 题型一二三总分分值24 28 10 10 10 8 10 100 得分 一、选择题（24%，每题4分） 1、热力学系统经绝热过程，系统的熵（ E ） A、增加 B、减少 C、不变 D、可以增加也可以减少 E、可以增加也可以不变 2、两种理想气体的温度相同，摩尔数也相同，则它们的内能（ C ） A、相同 B、不同 C、可以相同也可以不同 3、一隔板把长方形容器分成积相等的两部分，一边装CO2，另一边装H2，两边气体的质量相同，温度也相同， 设隔板与器壁之间无摩擦，隔板（ C ） A、不动 B、向右移动 C、向左移动 4、1mol理想气体从同一状态出发，通过下列三个 过程，温度从T1降至T2，则系统放热最大的过程为（A ） A、等压过程 B、等容过程 C、绝热过程 5、下列过程中，趋于可逆过程的有（ C ） A、汽缸中存有气体，活塞上没有外加压强，且活塞与汽缸间没有摩擦
的膨胀过程 B、汽缸中存有气体，活塞上没有外加压强，但活塞与汽缸间磨擦很大， 气体缓慢地膨胀过程 C、汽缸中存有气体，活塞与汽缸之间无磨擦，调整活塞上的外加压强， 使气体缓慢地膨胀过程 D、在一绝热容器内两种不同温度的液体混合过程 6、无限小过程的热力学第一定律的数学表达式为：dQ=du+dA式中dA为系统对外所作的功，今欲使dQ、du、dA为正的等值，该过程是（ C ）A、等容升温过程B、等温膨胀过程 C、等压膨胀过程 D、绝热膨胀过程 二、填空题（28%） 1、理想气体温标的定义：①______________________(V不变)； ②_______________________(P不变)。（4分） 2、麦克斯韦速率分布函数为________________________________。（2分） 3、理想气体Cp>Cυ的原因是 ______________________________________________。（2分） 4、晶体中四种典型的化学键是：_______________、________________、 ___________________、___________________。（4分） 5、在T—S图中画出可逆卡诺循环， 由线所围面积的物理意义是 ________________________________________________________。（4分）6、体积为V的容器内，装有分子质量为m1和m2两中单原子气体，此混合 理想气体处于平衡状态时，两种气体的内能都等于u，则两种分子的平
工程热力学习题集答案
工程热力学习题集答案一、填空题 1．常规新 2．能量物质 3．强度量 4．54KPa 5．准平衡耗散 6．干饱和蒸汽过热蒸汽 7．高多 8．等于零 9．与外界热交换 10．7 2g R 11．一次二次12．热量 13．两 14．173KPa 15．系统和外界16．定温绝热可逆17．小大 18．小于零 19．不可逆因素 20．7 2g R 21、（压力）、（温度）、（体积）。 22、（单值）。 23、（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零）。 24、（熵产）。 25、（两个可逆定温和两个可逆绝热） 26、（方向）、（限度）、（条件）。
31.孤立系； 32.开尔文(K)； 33.－w s =h 2－h 1 或 －w t =h 2－h 1 34.小于 35. 2 2 1 t 0 t t C C > 36. ∑=ω ωn 1 i i i i i M /M / 37.热量 38.65.29% 39.环境 40.增压比 41.孤立 42热力学能、宏观动能、重力位能 43.650 44.c v (T 2－T 1) 45.c n ln 1 2T T 46.22.12 47.当地音速 48.环境温度 49.多级压缩、中间冷却 50.0与1 51.（物质） 52.（绝对压力）。 53.（q=(h 2-h 1)+(C 22 -C 12 )/2+g(Z 2-Z 1)+w S ）。 54.（温度） 55. (0.657)kJ/kgK 。 56. (定熵线)
57.（逆向循环）。 58.（两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程） 59.（预热阶段、汽化阶段、过热阶段）。 60.（增大） 二、单项选择题 1.C 2.D 3.D 4.A 5.C 6.B 7.A 8.A 9.C 10.B 11.A 12.B 13.B 14.B 15.D 16.B 17.A 18.B 19.B 20.C 21.C 22.C 23.A 三、判断题 1．√2．√3．?4．√5．?6．?7．?8．?9．?10．? 11．?12．?13．?14．√15．?16．?17．?18．√19．√20．√ 21.（×）22.（√）23.（×）24.（×）25.（√）26.（×）27.（√）28.（√） 29.（×）30.（√） 四、简答题 1.它们共同处都是在无限小势差作用下，非常缓慢地进行，由无限接近平衡 状态的状态组成的过程。 它们的区别在于准平衡过程不排斥摩擦能量损耗现象的存在，可逆过程不会产生任何能量的损耗。 一个可逆过程一定是一个准平衡过程，没有摩擦的准平衡过程就是可逆过程。 2.1kg气体:pv=R r T mkg气体:pV=mR r T 1kmol气体：pV m=RT nkmol气体：pV=nRT R r是气体常数与物性有关，R是摩尔气体常数与物性无关。 3.干饱和蒸汽：x=1,p=p s t=t s v=v″,h=h″s=s″
工程热力学试卷B试卷标准答案
浙江科技学院 2017- 2018 学年第 1 学期 B 试卷标准答案 考试科目 工程热力学 考试方式 闭 完成时限 120分钟 拟题人 许友生 审核人 批准人 2018 年1 月 9 日 命题： 一、 是非题（每小题2分，共20分） 1. 任何没有体积变化的过程就一定不对外做功。（错误） 2. 气体膨胀时一定对外做功，气体压缩时一定消耗外功。（错误） 3. 进行任何热力分析都要选取热力系统。（正确） 4. 水蒸气在等压汽化过程中温度不变。（正确） 5. 稳定状态不一定是平衡状态。（正确） 6. 热力学第二定律可以表述为“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能”。（错） 7. 理想气体定温膨胀过程中吸收的热量可以全部转换为功。（正确） 8. 若从某一初态经可逆与不可逆两条途径到达同一终态，则不可逆途径的S ?必大于可逆过程途径的S ?。（错误） 9. 内燃机理论循环中压缩比愈大，其理论效率越高。（正确） 10. “循环功越大，则热效率越高”；“可逆循环热效率都相等”；“不可逆循环效率一定小于可逆循环效率”。（错误） 二、 选择题（每小题2分，共20分） 专 业班级 学号 姓名 ………… … … ……… … … ……… … … …… … … … ………………装订
1 当系统从热源吸收一定数量的热量时，工质绝对温度----，Array则系统熵的变化---- 热量转变为功的程度（ A ） A 越高/越小/越大 B 越高/越大/越大 C 越低/越小/越 小 D 越低/越小/越大 2由封闭表面包围的质量恒定的物质集合或空间的一部分称为（ C ） A 封闭系统 B 孤立系统 C 热力学系统 D 闭口系统 3与外界只发生功的交换的热力系统，不可能是（ C ） A 封闭系统 B 绝热系统 C开口系统 D B+C 4关于状态变化过程( C ) ①非静态过程在压容图上无法用一条连续曲线表示；②系统进行了 一个过程后，如能使系统沿着与原过程相反的方向恢复初态，则这样的过 程称为可逆过程；③内外平衡是可逆过程的充分和必要条件；④只有无 摩擦的准静态过程才是可逆过程。 A ①④对 B ②③对 C ①③④对 D ②对 5在T--s图上，某熵增加的理想气体可逆过程线下的面积表示该过程中系 统所( A )。 A 吸收的热量 B对外作的功量 C放出的热量 D 消耗的外界功 量 6不考虑化学反应和电磁效应的热力系统，过程的不可逆因素是( D ) A耗散效应 B有限温差下的热传递 C 自由膨胀D A+B+C 7卡诺循环包括( C )过程 A 定容加热，定容放热，绝热膨胀，绝热压缩 B 定温加热，定温放热，绝热膨胀，绝热压缩 C 可逆定温加热，可逆定温放热，可逆绝热膨胀，可逆绝热压缩 D 可逆定压加热，可逆定压放热，可逆绝热膨胀，可逆绝热压缩 8在P_V图上，某比容增加的理想气体可逆过程线下左侧的面积表示该过 程中系统所( C ) A作的膨胀功的大小B 消耗外界功的答案小 C作的技术工的大小D 消耗的热量
(完整版)工程热力学习题集附答案
工程热力学习题集 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 能源和 能源。 2．孤立系是与外界无任何 和 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为 。 5．只有 过程且过程中无任何 效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水 饱和水 湿蒸气、 和 。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越 、水蒸气含量越 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 能源和 能源。 12．绝热系是与外界无 交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定 个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为 。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使 都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个 和两个 过程所构成。 17．相对湿度越 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（ ）、（ ）、（ ）。 22、理想气体的热力学能是温度的（ ）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（ ）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（ ）。 25、卡诺循环由（ ）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（ ）、（ ）、（ ）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。
热力学复习题答案
第一章 绪论 一、选择题 1.对于同一物系, 内能是体系状态的单值函数概念的错误理解是: A. 体系处于一定的状态,具有一定的内能 B. 对应于某一状态,内能只能有一数值,不能有两个以上的数值 C. 状态发生变化,内能也一定跟着变化 D. 对应于一个内能值,可以有多个状态 2. 真实气体在什么条件下，其行为与理想气体相近? A 高温低压 B 低温低压 C 低温高压 D 高温高压 3. 对封闭体系而言，当过程的始态和终态确定后，下列哪项的值不能确定: A. Q B. Q + W, △U C. W （Q=0）, △U D. Q （W=0）, △U 第2章 Ｐ-Ｖ-Ｔ关系和状态方程 一、选择题 1. T 温度下的过冷纯液体的压力P A. )(T P S > B. )(T P S < C. )(T P S = D. )(T P S ≤ 2. T 温度下的过热纯蒸汽的压力P A. )(T P S > B.=0 C. )(T P S = D. )(T P S < 3. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到 A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程 4.当0→P 时，纯气体的)],([P T V P RT -值为 A.在Boyle 温度时为零 B. 很高的T 时为0 C. 与第三virial 系数有关 D. 0 5. 指定温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为 A. 饱和蒸汽 B. 超临界流体 C. 过热蒸汽 D. 湿蒸汽 6. 纯物质的第二virial 系数B A . 仅是T 的函数 B. 是T 和P 的函数 C . 是T 和V 的函数 D. 是任何两强度性质的函数 7. 能表达流体在临界点的P-V 等温线的正确趋势的virial 方程，必须至少用到 A. 第三virial 系数 B. 第二virial 系数 C. 无穷项 D. 只需要理想气体方程
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《传热学》考试试题库汇总 第一章概论 一、名词解释 1.热流量:单位时间所传递的热量 2.热流密度:单位传热面上的热流量 3.导热:当物体有温度差或两个不同温度的物体接触时,在物体各部分之间不发生相对位移的情况下,物质微粒(分子、原子或自由电子) 的热运动传递了热量,这种现象被称为热传导,简称导热。 4.对流传热:流体流过固体壁时的热传递过程,就是热对流和导热联合用的热量传递过程,称为表面对流传热,简称对流传热。 5.辐射传热:物体不断向周围空间发出热辐射能,并被周围物体吸收。同时,物体也不断接收周围物体辐射给它的热能。这样,物体发出和接收过程的综合结果产生了物体间通过热辐射而进行的热量传递,称为表面辐射传热,简称辐射传热。 6.总传热过程:热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,称为总传热过程,简称传热过程。 7.对流传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的对流传热量,单位为 W /(m2·K) 。对流传热系数表示对流传热能力的大小。 8.辐射传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的辐射传热量,单位为 W /(m2·K) 。辐射传热系数表示辐射传热能力的大小。 9.复合传热系数:单位时间单位传热面当流体温度与壁面温度差为1K 是的复合传热量,单位为 W /(m2·K) 。复合传热系数表示复合传热能力的大小。 10.总传热系数:总传热过程中热量传递能力的大小。数值上表示传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间的传热量。 二、填空题 1. 热量传递的三种基本方式为 (热传导、热对流、热辐射) 2. 热流量是指单位是。热流密度是指 ,单位是。 (单位时间所传递的热量, W ,单位传热面上的热流量, W/m2) 3. 总传热过程是指 (热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程,总传热系数 ) 4. 总传热系数是指 (传热温差为 1K 时,单位传热面积在单位时间的传热量, W /(m2·K) ) 5. 导热系数的单位是 ;传热系数的单位是。 (W /(m·K) , W /(m2·K) , W /(m2·K) ) 6. 复合传热是指 ,复合传热系数等于之和,单位是。 (对流传热与辐射传热之和,对流传热系数与辐射传热系数之和, W /(m2·K) ) 7. 单位面积热阻 r t 的单位是 ;总面积热阻 R t 的单位是。 (m 2·K/W, K/W) 8. 单位面积导热热阻的表达式为 (δ/λ) 9. 单位面积对流传热热阻的表达式为 (1/h) 10. 总传热系数 K 与单位面积传热热阻 r t 的关系为。 (r t =1/K) 11. 总传热系数 K 与总面积 A 的传热热阻 R t 的关系为。