热力学基础答案

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第八章 热力学基础

一、选择题

[ A ]1. (基础训练

2)一定量的某种理想气体起

始温度为T ,体积为V ,该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程:(1) 绝热膨胀到体积为2V ,(2)等体变化使温度恢复为T ,(3) 等温压缩到原来体积V ,则此整个循环过程中

(A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功 (C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少

【提示】因为是循环过程,故0=?E ;又知是逆循环,所以

0

向外界放出热量。

[ A ]2.(基础训练4)一定量理想气体从体积V 1

,膨胀到体积V 2

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 (A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D.

(D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。

【提示】功即过程曲线下的面积,所以由图知AD AC AB A A A >>; 再由热力学第一定律:E A Q ?+=,得 AD 过程0=Q ; AC 过程AC A Q =;

AB 过程()AB B A Q A E E =+-,且0B A E E ->;所以等压过程吸热最多。

[ B ]3.(基础训练6) 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

. 【提示】该过程是绝热自由膨胀:Q=0,A=0;根据热力学第一定律

Q A E =+?得:0E ?=,∴温度不变;根据状态方程pV RT ν=得

P 0V 0=PV ;已知V=2V 0,∴P=P 0/2.

[ D ]4.(基础训练10)一定量的气体作绝热自由膨胀,设其热力学能增量为E ?,

熵增量为S ?,则应有 (A) 0......0=??

(C) 0......0=?=?S E . (D) 0......0>?=?S E

【提示】由上题分析知:0=?E ;而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过程,故

熵增加。

p 0 P

V

[ A ]5.(自测提高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. (A) abc 过程吸热,def 过程放热. (B) abc 过程放热,def 过程吸热. (C) abc 过程和def 过程都吸热.

(D) abc 过程和def 过程都放热.

【提示】(a ) , 0a c c a T T E E =∴-=Q ,()0abc abc c a abc Q A E E A =+-=>,吸热。

(b )df 是绝热过程,0df Q =,∴f d df E E A -=-,

()def def f d def df Q A E E A A =+-=-,“功”即为曲线下的面积,由图中可见,def df A A <,故0def Q <,放热。

[ B ]6.(自测提高6) 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. 【提示】两条绝热线下的面积大小即为“功的大小”。绝热过程的功的

大小为12()2

i

A E R T T ν=-?=-,仅与高温和低温热源的温差有关,

所以S 1 = S 2

二、填空题

7.(基础训练13)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 500 J ;若为双原子分子气体,则需吸热 700 J.

【提示】据题意200()mol

M

A PdV P V R T J M ==??=

??=? 对于单原子分子:3i =,内能3200300()22mol i M E R T J M ???=

??=?=

?

??

所以)(500300200J E A Q =+=?+=; 对于双原子分子:5i =,)(5002002

5

J E =?=

?,所以)(700J E A Q =?+=。

8.(基础训练14)给定的理想气体(比热容比?为已知),从标准状态(p 0、V 0、T 0)开始,

V

作绝热膨胀,体积增大到三倍,膨胀后的温度T = 01

31T ??

?

?

??-γ 压强p = 031P ???

?

??γ

【提示】(1)根据绝热过程的过程方程11

00T V TV γγ--=,得1

1

00013V T T T V γγ--????== ? ?

??

??

(2)根据绝热过程的过程方程00p V pV γ

γ

=,得00013V p p p V γ

γ

????

== ? ???

??

9.(自测提高11)有ν摩尔理想气体,作如图所示的循环过程acba ,其中acb 为半圆弧,b ?a 为等压线,p c =2p a .令气体进行a ?b 的等压过程时吸热Q ab ,则在此循环过程中气体净吸热量Q < Q ab . (填入:>,<或=)。

【提示】依题意p c =2p a ,则由图中可见,ab 直线下的矩形面积>半圆面积。

a-b 过程中 :吸热Q ab 为()a b T T R i

E A Q -+=?+=ν2

矩形面积,且a b T T >;

而acba 循环过程净吸热量为:Q = A

循环

= 半圆面积,所以,Q

< Q ab .

10.(自测提高12)如图所示,绝热过程AB 、CD ,等温过程DEA , 和任意过程BEC ,组成一循环过程.若图中ECD 所包围的面积为70 J ,EAB 所包围的面积为30 J ,DEA 过程中系统放热100 J ,则:(1) 整个循环过程(ABCDEA )系统对外作功为40J .(2) BEC

过程中系统从外界吸热为140J 。

【提示】(1) 整个循环过程(ABCDEA )系统对外作功为

()307040J EABE ECDE A A A =+=-+=逆循(正循)()环环;

(2)ABCDEA AB BEC CD DEA Q Q Q Q Q =+++00(100)40()BEC Q A J =+++-==

140()BEC Q J ∴=

11.(自测提高13)如图示,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: 50% ,η3. %

【提示】由卡诺热机的效率1

21T T

-=η (1T 对应高温热源的温

度,2T 对应低温热源的温度),得

V

p O

V 3T 0

2T

T 0

f a d b c e

p a

b

p

31

32111001=-=-=-

=T T T T T T ab cd 高低η 21

2111002=-=-=-=T T T T T T cd ef 高低η 3

2

3111003=-

=-

=-

=T T T T T T ab

ef 高

低η

12.(附录B-13)附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_ BM 、CM_____过程;

(2) 气体吸热的是__ CM_____过程.

【提示】

(1)温度如何变化要与等温线比较。比较A 、B 、C 与T 的温度的高低。

根据pV RT ν=,当体积相同的情况下,压强越大的温度就越高,A T B Q C T T T T T ∴>>>>,而T →M 是等温过程,即T M T T =,所以B M T T <,即BM 过程升温;C M T T <,所以CM 过程也是升温的。

(2)气体吸热还是放热要与绝热过程比较。

AM 过程:)(A M AM AM E E A Q -+=,又有0

<-=-A M A M T T R i

E E ν,所以0

BM 过程:QM BM Q M BM B M BM BM A A E E A E E A Q -=-+<-+=)()(;由图可见,气体在压缩,作负功,所以0,0<

QM BM A A >。因此可得0

CM 过程:()()0CM CM M C CM M Q CM Q Q A E E A E E A A =+->+-=->,

(∵由图可见,0,0CM Q A A <<,且CM Q A A <),即CM 过程是吸热过程。

三.计算题

13. (基础训练18)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.(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

解:1217

27325298, 1, 3, 5, 1.45

T K mol V V i νγ=+=====

=已知; (1)等温膨胀:2

2

1

1

1

2

11

ln

2720()V V V V RT V A pdV dV RT J V

V νν=

=

==?

?

; (2)绝热过程:21215

()()22

i A E R T T R T T νν=-?=-

-=--, 其中2T 可由绝热过程方程求得:11

2211T V TV γγ--=,1

1

1211211923V T T T K V γγ--????===

? ?

??

??

5

18.31(192298)2202()2

A J ∴=-???-=

14.(基础训练22)一定量的理想气体经历如图所示的循环过程,A →B 和C →D 是等压过程,B →C 和D →A 是绝热过程.已知:

T C =300 K ,T B =400 K .试求:此循环的效率.

解: 1

2

1Q Q -

=η Q 1 = Q AB = ? C p (T B -T A ) ,

∣Q 2∣ = ∣Q CD ∣= ? C p (T C -T D ) ,

)

/1()

/1(1

2B A B C D C A B D C T T T T T T T T T T Q Q --=

--=

(1)

根据A →D 和B →C 绝热过程的过程方程可得:

γ

γγγ----=D D A A T p T p 11, γγγγ----=C C B B T p T p 11 (2)

p A = p B , p C = p D (3)

(3)代入(2),得 T A / T B = T D / T C (4)

(4)代入(1),得 %25111

2=-

=-=B

C

T T Q Q η

15.(基础训练25)以氢(视为刚性分子的理想气体)为工作物质进行卡诺循环,如果在绝热膨胀时末态的压强p 2是初态压强p 1的一半,求循环的效率.

解:氢分子为双原子分子,所以i = 5,2

1.4i i

γ+=

= 根据绝热过程方程 γγγ

γ----=2121

1

1T p T p

得到 82.02

)(4

.114.11

2

112===--

--

γ

γP P T T

而1T 即该循环过程中对应的高温热源的温度,2T 对应的是低温热源的温度,由卡诺循环的

A

B

C

D

O

V

p

效率知: %1882.0111

2

=-=-=T T η

16. (自测提高17)汽缸内有2 mol 氦气,初始温度为27℃,体积为20 L(升),先将氦气等压膨胀,直至体积加倍,然后绝热膨涨,直至回复初温为止.把氦气视为理想气体.试求:

(1) 在p ―V 图上大致画出气体的状态变化过程. (2) 在这过程中氦气吸热多少 (3) 氦气的内能变化多少

(4) 氦气所作的总功是多少

(普适气体常量R = 1

1

K mol J --??)

解:(1) V P -图如图所示.

(2) K T 300272731=+= 等压过程

12

12

V V T T = 得 K T V V T 60011

2

2==

氦气为单原子分子,i =3,

所以 1231223Q Q Q =+ =??C p (T 2?T 1) + 0 =()45

2600300 1.2510()2

R J ??-=? (3 ) 因为31T T =,所以0=?E

(4) 根据E A Q ?+=,∴ )(1025.14

J Q A ?==

17.(自测提高19)如果一定量的理想气体,其体积和压强依照p a V /

=的规律变化,

其中a 为已知常量.试求:(1) 气体从体积V 1膨胀到V 2所作的功;(2) 气体体积为V 1时的温度T 1与体积为V 2时的温度T 2之比.

解:由p a V /=得22

1V

a P = (1)2

2

1

1

2221211

()V V V V a A pdV dV a V V V =

==-?

?

(2)根据理想气体状态方程 222111T V P T V P =,得 2

12

111122222

122

2a V T PV V V

a T PV V V V ?===?

18.(自测提高20)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

-3m 3)

12V

一循环系统所作的净功;(3) 循环的效率.

解:单原子分子的自由度3i =;已知mol 1=ν.

从T-V 图可知, ca 过程是等温过程,故600 K a c T T ==;

ab 是等压过程,

b

b

a a T V T V =,() /300 K

b b a a T V V T ∴==; b

c 是等容过程。

(1)ab 等压过程:)(1023.6)(2

2

)(3J T T R i T T C Q a b a b p ab ?-=-+=-=ν

ν,放热。

bc 等容过程:)(1074.3)(2

)(3J T T R i

T T C Q b c b c V bc ?=-=-=ν

ν,吸热。 ca 等温过程:)(1046.3)/ln(3

J V V RT Q c a c ca ?==ν,吸热。

(2) 循环系统所作的净功:()3||0.9710J bc ca ab A Q Q Q =+=?- (3)该循环过程中,吸收的总热量为:1bc ca Q Q Q =+

所以循环的效率为:1/13.4%A Q η==

附加题:(自测提高21)两端封闭的水平气缸,被一可动

活塞平分为左右两室,每室体积均为V 0,其中盛有温度相同、

压强均为p 0的同种理想气体.现保持气体温度不变,用外力缓慢移动活塞(忽略磨擦),使左室气体的体积膨胀为右室的2倍,问外力必须作多少功

解:设左、右两室中气体在等温过程中对外作功分别用W 1、W 2表示,外力作功用W ′表示。由题知气缸总体积为2V 0,左右两室气体初态体积均为V 0,末态体积各为4V 0/3和2V 0/3 ;

等温过程理想气体做功为12ln V V RT M

M

W mol ????

? ??=, 根据状态方程RT M M V p mol ???

?

??=00,得1

2

00ln V V

V p W ?= 左室气体作功: 34

ln 34ln

0000001V p V V V p W ==, 右室气体作功: 3

2

ln 32ln

0000002V p V V V p W ==,

所以,外力作功: ()21W W W +-=')32ln 34(ln

00+-=V p 8

9ln 00V p =

NO.6热力学基础答案

《大学物理C 》作业 班级 学号 姓名 成绩 NO.6 热力学基础 一 选择题 1.气体经过如P —V 图中所示的三个过程abc ,adc ,aec 由a 到c ,则各过程 (A )吸热相等 (B )对外做功相等 (C )吸热和做功都不相等,但内能变化相等 (D )吸热、做功及内能变化都不相等 [ C ] 解:功和热量都是过程量,都与过程有关,三个过程abc ,adc ,aec 不相同,因此吸热和做功都不相等。 内能是温度的单值函数,是状态函数,只与初态、末态有关,因三个过程abc ,adc ,aec 都是由a 到c ,所以内能变化相等。 2.一定量的理想气体,经过某过程后,它的温度升高了,由热力学定律可断定 (1)该理想气体系统在此过程中吸了热 (2)在此过程中外界对系统做了正功 (3)该理想气体系统内能增加了 (4)在此过程中系统从外界吸了热,又对外做了正功 (A )(1)(3)正确 (B )(2)(3)正确 (C )(3)正确 (D )(3)(4)正确 (E )(4)正确 [ C ] 解:内能是温度的单值函数,温度升高只能说明内能增加了。而功和热量都与过程有关,不能只由温度升降而判断其正负。 3.如图所示,工质经a1b 和b2a 构成的一循环过程, 已知在a1b 过程中,工质与外界交换的静热量为Q , b2a 为绝热过程,循环包围的面积为A ,则此循环效 V

率η为 (A ) Q A ( B )Q A < (C )Q A > (D )1 21T T -(T 1,T 2为循环过程中的最高和最低温度) [ B ] 解:此循环效率为 2 1 21Q += - =Q A Q Q 净η 由热力学第二定律的开尔文表述,热机不能从单一热源吸热而对外做功,该循环的效率应小于Q A 。 4.已知孤立系统B 态的熵S B 小于A 态的熵S A ,即S B <S A ,则 (A )系统可由A 态到B 态 (B )系统可由B 态到A 态 (C )对不可逆过程,可由A 态变为B 态,也可由B 态变为A 态 (D )上述说法都不对 [ B ] 解:由克劳修斯熵公式0d ≥= -=?? B A A B T Q S S S 可逆 , 等号适用于可逆过程,不等号适用于不可逆过程。孤立系统内发生可逆过程时,系统的熵保持不变,发生不可逆过程时,系统的熵增加。 5. 甲说:“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1.”乙说:“热力学第二定律可表述为效率等于 100%的热机不可能制造成功.”丙说:“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于)/(112T T - .”丁说:“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于)/(112T T -”对以上说法,有如下几种评论,哪种是正确的? (A) 甲、乙、丙、丁全对. (B) 甲、乙、丙、丁全错. (C) 甲、乙、丁对,丙错. (D) 乙、丁对,甲、丙错.

第十章_热力学定律 知识点全面

第十章热力学定律 知识网络: 一、 功、热与内能 ●绝热过程:不从外界吸热,也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。 ●内能:内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和,用字母U 表示。 ●热传递:两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,这个过程称之为热传递。 ●热传递的方式:热传导、对流热、热辐射。 二、 热力学第一定律、第二定律 第一定律表述:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所作的功的和。表达式u W Q ?=+ 第二定律的表述:一种表述:热量不能自发的从低温物体传到高温物体。另一种表述:(开尔文表述)不可能从单一热库吸收热量,将其全部用来转化成功,而不引起其他的影响。 应用热力学第一定律解题的思路与步骤: 一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。 二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。 三、据热力学第一定律列出方程进行求解,应用热力学第一定律计算时,要依照符号法则代入数据,对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。 四、几种特殊情况: 若过程是绝热的,即Q=0,则:W=ΔU ,外界对物体做的功等于物体内能的增加。 若过程中不做功,即W=0,则:Q=ΔU ,物体吸收的热量等于物体内能的增加。 若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU=0,则:W+Q=0,外界对物体做的功等于物体放出的热量。

对热力学第一定律的理解: 热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能的方式是等效的,而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系,此定律是标量式,应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。 对热力学第二定律的理解: ①在热力学第二定律的表述中,自发和不产生其他影响的涵义,自发是指热量从高温物体自发地传给低温物体的方向性,在传递过程中不会对其他物体产生影响或需要借助其他物体提供能量等的帮助。不产生其他影响的涵义是使热量从低温物体传递到高温物体或从单一热源吸收热量全部用来做功,必须通过第三者的帮助,这里的帮助是指提供能量等,否则是不可能实现的。 ②热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。 对能量守恒定律的理解: ③在自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应,如物体做机械运动具有机械能,分子运动具有内能等。 ④某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等。 ③某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。 三、能量守恒定律 ●能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一物体,在转化和转移的过程中其总量不变 ●第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律 ●第二类永动机不可制成是因为其违背热力学第二定律(一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行)●熵:是分子热运动无序程度的定量量度,在绝热过程或孤立系统中,熵是增加的。 ①熵是反映系统无序程度的物理量,正如温度反映物体内分子平均动能大小一样。 ②系统越混乱,无序程度越大,就称这个系统的熵越大。系统自发变化时,总是向着无序程度增加的方向发展,至少无序程度不会减少,也就是说,系统自发变化时,总是由热力学概率小的状态向热力学概率大的状态进行。从熵的意义上说,系统自发变化时总是向着熵增加的方向发展,不会使熵减少。 ③任何宏观物质系统都有一定量的熵,熵也可以在系统的变化过程中产生或传递。 ④一切自然过程的发生和发展中,总熵必定不会减少。 ●能量耗散:系统的内能流散到周围的环境中,没有办法把这些内能收集起来加以利用。 四、能源和可持续发展: ●能源的重要性:能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品,是国民经济运动的物质基础,它与材料、信息构成现代社会的三大支柱。 ●化石能源:人们把煤、石油叫做化石能源。 ●生物质能:生物质能指绿色植物通过光合作用储存在生物体内的太阳能,储存形式是生物分子的化学能。 ●风能:为了增加风力发电的功率,通常把很多风车建在一起,我国新疆、内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电。

工程热力学基础试卷

淮海工学院 13 --- 14学年第2学期热工基础(二)试卷(A 闭卷) 1.[ ]把热量转化为功的媒介称为------- A功源B热源C质源D工质 2.[ ]闭口系统是指-----的系统 A 与外界没有物质交换 B 与外界没有热量交换 C 与外界既没有物质交换也没有热量交换 D 与外界没有功的交换 3.[ ]若热力系统内部各处的压力,温度都相同,则工质处于------状态A平衡 B 均衡C稳定 D 恒定 4. [ ] 比容与------互为倒数 A 质量 B 压力 C 体积 D 密度 5.[ ]热量-----状态参数,压力------状态参数 A 是/不是 B 不是/是 C 是/是 D 不是/不是 6.[ ] 工质经过一个循环,又回到初态,其熵----- A 增加 B 减少 C 不变 D 变化不定 7.[ ] 热力学第一定律阐述了能量转换的------ A 方向 B 速度 C 限度 D 数量关系 8. [ ] 热力学第二定律指出--- A 能量只能转换不能增加或消灭 B 能量只能增加或转换不能消灭 C 能量在转换中是有方向性的 D 能量在转换中是无方向性的 9.[ ]要确定饱和湿蒸汽的参数,除了知道其温度外,还必须知道其——。 A 压力B过热度 C 干度 D 不再需要 10.[ ] 在缩放形喷管的最小截面处,马赫数为---- A 大于1 B 等于1 C 小于1 D 等于0 二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题1分,共10分) 1、( ) 经过一个可逆过程,工质不会恢复到原来状态。 2、( ) 在压容图上,准静态过程和非准静态过程都可以用一条连续曲线表示。 3、( ) 卡诺循环的热效率仅与高温热源的温度有关。 4、( ) 理想气体在绝热过程中,技术功是膨胀功的k倍 5、( )当喷管流道截面积从大变小又从小变大时,气体的流速减小。 6、( )喷管内稳定流动气体在各截面上的流速不同,流量也不相同。 7、( )未饱和湿空气中水蒸汽的分压力小于其温度所对应的饱和压力 8、( )饱和湿空气的干球温度大于湿球温度,等于露点温度。 9、( ) 在水蒸气的h-s图上,湿蒸汽的定压线是倾斜的直线,它也是等温线。 10、( )湿空气的绝热加湿过程可近似看作焓值不变的过程。 三、简答题(20分) 1.(5分)如果容器中气体的压力保持不变,那么压力表的读数一定也保持不变,对吗?简述理由 2. (5分)分别在下图中画出气体经压缩、升温、放热的过程,终态在哪个区域?

热力学基础计算题-答案

《热力学基础》计算题答案全 1. 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? 解:(1) 等温过程气体对外作功为 ??=== 0000333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分 (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 000 03003??-== γγ RT V p 1 311131001--=--=--γγγ γ 2分 =2.20×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体,从初态A 出发,沿图示直线过程变到另一状态B ,又经过等容、 等压两过程回到状态A . (1) 求A →B ,B →C ,C →A 各过程中系统对外所作的功W ,内能的增量?E 以及所吸收的热量Q . (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和). 解:(1) A →B : ))((211A B A B V V p p W -+==200 J . ΔE 1=ν C V (T B -T A )=3(p B V B -p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1=950 J . 3分 B → C : W 2 =0 ΔE 2 =ν C V (T C -T B )=3( p C V C -p B V B ) /2 =-600 J . Q 2 =W 2+ΔE 2=-600 J . 2分 C →A : W 3 = p A (V A -V C )=-100 J . 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J . Q 3 =W 3+ΔE 3=-250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J . Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C

热力学复习知识点汇总

概 念 部 分 汇 总 复 习 第一章 热力学的基本规律 1、热力学与统计物理学所研究的对象:由大量微观粒子组成的宏观物质系统 其中所要研究的系统可分为三类 孤立系:与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统; 闭系:与外界有能量交换但没有物质交换的系统; 开系:与外界既有能量交换又有物质交换的系统。 2、热力学系统平衡状态的四种参量:几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。 3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相;根据相的数量,可以分为单相系和复相系。 4、热平衡定律(热力学第零定律):如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡,它们彼此也处在热平衡. 5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。 6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力(排斥力和吸引力),对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。 7、准静态过程:过程由无限靠近的平衡态组成,过程进行的每一步,系统都处于平衡态。 8、准静态过程外界对气体所作的功:,外界对气体所作的功是个过程量。 9、绝热过程:系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝热过程中内能U 是一个态函数: A B U U W -= 10、热力学第一定律(即能量守恒定律)表述:任何形式的能量,既不能消灭也不能创造,只能从一种形 式转换成另一种形式,在转换过程中能量的总量保持恒定;热力学表达式:Q W U U A B +=-;微分 形式:W Q U d d d += 11、态函数焓H :pV U H +=,等压过程:V p U H ?+?=?,与热力学第一定律的公式一比较 即得:等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。 12、焦耳定律:气体的内能只是温度的函数,与体积无关,即)(T U U =。 13.定压热容比:p p T H C ??? ????=;定容热容比:V V T U C ??? ????= 公式:nR C C V p =- 14、绝热过程的状态方程: const =γpV ;const =γ TV ; const 1 =-γ γT p 。 15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机,效率2 11T T - =η,逆循环 为卡诺制冷机,效率为2 11T T T -= η (只能用于卡诺热机)。 16、热力学第二定律:克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化(表明热传导过程是不可逆的); 开尔文(汤姆孙)表述:不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化(表明功变热的过程是不可逆的); 另一种开氏表述:第二类永动机不可能造成的。 17、无摩擦的准静态过程是可逆过程。 18、卡诺定理:所有工作于两个一定温度T 1与T 2之间的热机,以可逆机的效率为最高。并且所有的可逆机 的效率η都相等21 1T T - =η ,与工作物质无关,只与热源温度有关。 19、热机的效率:1 21Q Q -=η,Q 1为热机从高温热源吸收的热量,Q 2 为热机在低温热源放出的热量。 20、克劳修斯等式与不等式:02 211≤+T Q T Q 。 21、可逆热力学过程0=?T dQ ,不可逆热力学过程0

热力学作业 答案

第八章 热力学基础 一、选择题 [ A ]1.(基础训练4)一定量理想气体从体 积 V 1,膨胀到体积V 2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 (A)是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D. (D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。 【提示】功即过程曲线下的面积,由图可知AD AC AB A A A >>; 根据热力学第一定律:E A Q ?+= AD 绝热过程:0=Q ; AC 等温过程:AC A Q =; AB 等压过程:AB AB E A Q ?+=,且0 >?AB E [ B ]2.(基础训练6)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. 【提示】该过程是绝热自由膨胀:Q=0,A=0;根据热力学第一定律Q A E =+?得 0E ?=, ∴0T T =;根据状态方程pV RT ν=得00p V pV =;已知02V V =,∴0/2p p =. [ D ]3.(基础训练10)一定量的气体作绝热自由膨胀,设其热力学能增量为E ?,熵增量为S ?,则应有 (A) 0......0=???=?S E 【提示】由上题分析知:0=?E ;而绝热自由膨胀过程是孤立系统中的不可逆过

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第 9 章热力学基础 一、选择题 1.对于准静态过程和可逆过程 , 有以下说法.其中正确的是 [ ] (A)准静态过程一定是可逆过程 (B)可逆过程一定是准静态过程 (C)二者都是理想化的过程 (D)二者实质上是热力学中的同一个概念 2.对于物体的热力学过程 , 下列说法中正确的是 [ ] (A)内能的改变只决定于初、末两个状态,与所经历的过程无关 (B)摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C)在物体内 , 若单位体积内所含热量越多 , 则其温度越高 (D)以上说法都不对 3.有关热量 , 下列说法中正确的是 [ ] (A)热是一种物质 (B)热能是物质系统的状态参量 (C)热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D)热传递是改变物质系统内能的一种形式 4.关于功的下列各说法中 , 错误的是 [ ] (A)功是能量变化的一种量度 (B)功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C)气体从一个状态到另一个状态 , 经历的过程不同 , 则对外作的功也不一样 (D)系统具有的能量等于系统对外作的功

5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 式p d V M R d T 表 示 [ ] (A)等温过程(B)等压过程 (C) 等体过程(D)绝热过程 6.理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式 , 式V d p M R d T 表示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式V d p pdV 0表 示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 8.理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式 , 则式 M V d p p dV R d T 表示 [ ] (A)等温过程(B)等压过程 (C)等体过程(D)任意过程 9.热力学第一定律表明 : [ ] (A)系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C)不可能存在这样的循环过程,在此过程中,外界对系统所作的功

第七章、统计热力学基础习题和答案

统计热力学基础 一、选择题 1. 下面有关统计热力学的描述,正确的是:( ) A. 统计热力学研究的是大量分子的微观平衡体系 B. 统计热力学研究的是大量分子的宏观平衡体系 C. 统计热力学是热力学的理论基础 D. 统计热力学和热力学是相互独立互不相关的两门学科 B 2.在研究N、V、U有确定值的粒子体系的统计分布时,令∑n i = N,∑n iεi = U, 这是因为所研究的体系是:( ) A. 体系是封闭的,粒子是独立的 B 体系是孤立的,粒子是相依的 C. 体系是孤立的,粒子是独立的 D. 体系是封闭的,粒子是相依的 C 3.假定某种分子的许可能级是0、ε、2ε和3ε,简并度分别为1、1、2、3 四个这样的分子构成的定域体系,其总能量为3ε时,体系的微观状态数为:( ) A. 40 B. 24 C. 20 D. 28 A 4. 使用麦克斯韦-波尔兹曼分布定律,要求粒子数N 很大,这是因为在推出该定律时:( ) . 假定粒子是可别的 B. 应用了斯特林近似公式 C. 忽略了粒子之间的相互作用 D. 应用拉氏待定乘因子法 A 5.对于玻尔兹曼分布定律n i =(N/q)·g i·exp( -εi/kT)的说法:(1) n i是第i 能级上的粒子分布数; (2) 随着能级升高,εi 增大,n i总是减少的; (3) 它只适用于可区分的独立粒子体系; (4) 它适用于任何的大量粒子体系其中正确的是:( ) A. (1)(3) B. (3)(4) C. (1)(2) D. (2)(4) C 6.对于分布在某一能级εi上的粒子数n i,下列说法中正确是:( ) A. n i与能级的简并度无关 B. εi值越小,n i 值就越大 C. n i称为一种分布 D.任何分布的n i都可以用波尔兹曼分布公式求出 B 7. 15.在已知温度T时,某种粒子的能级εj = 2εi,简并度g i = 2g j,则εj和εi上分布的粒子数之比为:( ) A. 0.5exp(ε j/2kT) B. 2exp(- εj/2kT) C. 0.5exp( -εj/kT) D. 2exp( 2ε j/kT) C 8. I2的振动特征温度Θv= 307K,相邻两振动能级上粒子数之n(v + 1)/n(v) = 1/2的温度是:( ) A. 306 K B. 443 K C. 760 K D. 556 K B 9.下面哪组热力学性质的配分函数表达式与体系中粒子的可别与否无关:( ) A. S、G、F、C v B. U、H、P、C v C. G、F、H、U D. S、U、H、G B 10. 分子运动的振动特征温度Θv 是物质的重要性质之一,下列正确的说法是:( ) A.Θv越高,表示温度越高 B.Θv越高,表示分子振动能越小 C. Θv越高,表示分子处于激发态的百分数越小 D. Θv越高,表示分子处于基态的百分数越小 C 11.下列几种运动中哪些运动对热力学函数G与A贡献是不同的:( ) A. 转动运动 B. 电子运动 C. 振动运动 D. 平动运动 D 12.三维平动子的平动能为εt = 7h2 /(4mV2/3 ),能级的简并度为:( )

热力学的基础知识

热力学的基础知识

热力学的基础知识 1、水和水蒸汽有哪些基本性质? 答:水和水蒸汽的基本物理性质有:比重、比容、汽化潜热、比热、粘度、温度、压力、焓、熵等。水的比重约等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽比容是比重的倒数,由压力与温度所决定。水的汽化潜热是指在一定压力或温度的饱和状态下,水转变成蒸汽所吸收的热量,或者蒸汽转化成水所放出的热量,单位是: KJ/Kg。水的比热是指单位质量的水每升高1℃所吸收的热量,单位是KJ/ Kg·℃,通常取4.18KJ。水蒸汽的比热概念与水相同,但不是常数,与温度、压力有关。 2、热水锅炉的出力如何表达? 答:热水锅炉的出力有三种表达方式,即大卡/小时(Kcal/h)、吨/小时(t/h)、兆瓦(MW)。 (1)大卡/小时是公制单位中的表达方式,它表示热水锅炉每小时供出的热量。 (2)"吨"或"蒸吨"是借用蒸汽锅炉的通

俗说法,它表示热水锅炉每小时供出的热量相当于把一定质量(通常以吨表示)的水从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。 (3)兆瓦(MW)是国际单位制中功率的单位,基本单位为W (1MW=106W)。正式文件中应采用这种表达方式。 三种表达方式换算关系如下: 60万大卡/小时(60×104Kcal/h)≈1蒸吨/小时〔1t/h〕≈0.7MW 3、什么是热耗指标?如何规定? 答:一般称单位建筑面积的耗热量为热耗指标,简称热指标,单位w/m2,一般用qn表示,指每平方米供暖面积所需消耗的热量。黄河流域各种建筑物采暖热指标可参照表2-1

上表数据只是近似值,对不同建筑结构,材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同,纬度越高的地区,热耗指标越高。 4、如何确定循环水量?如何定蒸汽量、热量和面积的关系? 答:对于热水供热系统,循环水流量由下式计算: G=[Q/c(tg-th)]× 3600=0.86Q/(tg-th)式中:G - 计算水流量,kg/h

大学物理章热力学基础试题(卷)

第9章热力学基础 一、选择题 1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法.其中正确的是 [ ] (A) 准静态过程一定是可逆过程 (B) 可逆过程一定是准静态过程 (C) 二者都是理想化的过程 (D) 二者实质上是热力学中的同一个概念 2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高 (D) 以上说法都不对 3. 有关热量, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 热是一种物质 (B) 热能是物质系统的状态参量 (C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D) 热传递是改变物质系统内能的一种形式 4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 [ ] (A) 功是能量变化的一种量度 (B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样 (D) 系统具有的能量等于系统对外作的功 5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程

7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式0d d =+V p p V 表示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 任意过程 9. 热力学第一定律表明: [ ] (A) 系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C) 不可能存在这样的循环过程, 在此过程中, 外界对系统所作的功 不等于系统传给外界的热量 (D) 热机的效率不可能等于1 10. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q = d E +d A .在以下过程中, 这三者同时为正的过程是 [ ] (A) 等温膨胀 (B) 等容膨胀 (C) 等压膨胀 (D) 绝热膨胀 11. 对理想气体的等压压缩过程,下列表述正确的是 [ ] (A) d A >0, d E >0, d Q >0 (B) d A <0, d E <0, d Q <0 (C) d A <0, d E >0, d Q <0 (D) d A = 0, d E = 0, d Q = 0 12. [ ] (A) 理想气体 (B) 等压过程 (C) 准静态过程 (D) 任何过程 13. 一定量的理想气体从状态),(V p 出发, 到达另一状态)2 ,(V p . 一次是等温压缩到2V , 外界作功A ;另一次为绝热压缩到2 V , 外界作功W .比较这两个功值的大小是 [ ] (A) A >W (B) A = W (C) A <W (D) 条件不够,不能比较 14. 1mol 理想气体从初态(T 1、p 1、V 1 )等温压缩到体积V 2, 外界对气体所作的功为

知识点热力学与料热力学部分

知识点热力学与料热力学部分

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热力学与材料热力学部分 热力学:用能量转化和守恒的观点来研究物质热运动的客观规律;以实验事实为基础,总结研究系统状态变化过程中的功能转化和热力学过程的方向性问题。 热力学研究能(energy)和能的转变(transformations)规律 材料研究的每个过程离不开热力学 1、材料服役性能 2、材料制备 3、材料微观组织 材料热力学是热力学基本原理在材料设计、制备与使用过程中的应用。 材料热力学是材料科学的重要基础之一。 材料学的核心问题是求得材料成分-组织结构-各种性能之间的关系。问题的前半部分,即材料成分-组织结构的关系要服从一个基本的科学规则,这个基本规则就是材料热力学。在材料的研究逐渐由“尝试法”走向“定量设计”的今天,材料热力学的学习尤其显得重要。 材料热力学是经典热力学和统计热力学理论在材料研究方面的应用,其目的在与揭示材料中的相和组织的形成规律。固态材料中的熔化与凝固以及各类固态相变、相平衡关系和相平衡成分的确定、结构上的物理和化学有序性以及各类晶体缺陷的形成条件等是其主要研究对象。 现代材料科学发展的主要特征之一是对材料的微观层次认识不断进步。利用场离子显微镜和高分辨电子显微镜把这一认识推进到了纳米和小于纳米的层次,已经可以直接观察到从位错形态直至原子实际排列的微观形态。这些成就可能给人们造成一种误解,以为只有在微观尺度上对材料的直接分析才是深刻把握材料组织结构形成规律的最主要内容和最主要途径;以为对那些熵、焓、自有能、活度等抽象概念不再需要更多的加以注意。其实不然,不仅热力学的主要长处在于它的抽象性和演绎性,而且现代材料科学的每一次进步和发展都一直受到经典热力学和统计热力学的支撑和帮助。材料热力学的形成和发展正是材料科学走向成熟的标志之一。工业技术的进步在拉动材料热力学的发展,而材料热力学的发展又在为下一个技术进步准备基础和条件。 材料热力学是热力学理论在材料研究、材料生产活动中的应用。因此这是一门与实践关系十分密切的科学。学习这门课程,不能满足于理解书中的内容,而应当多进行一些对实际材料问题的分析与计算,开始可以是一些简单的、甚至是别人已经解决的问题,然后由易渐难,循序渐进。通过不断的实际分析与计算,增进对热力学理论的理解,加深对热力学的兴趣,进而有自己的心得和成绩。 热力学最基本概念: 1、焓变 enthalpy

高考物理力学知识点之热力学定律基础测试题(6)

高考物理力学知识点之热力学定律基础测试题(6) 一、选择题 1.如图所示,水平放置的封闭绝热气缸,被一锁定的绝热活塞分为体积相等的a、b两部分。已知a部分气体为1mol氧气,b部分气体为2 mol氧气,两部分气体温度相等,均可视为理想气体。解除锁定,活塞滑动一段距离后,两部分气体各自再次达到平衡态时,它们的体积分别为V a、V b,温度分别为T a、T b。下列说法正确的是 A.V a>V b, T a>T b B.V a>V b, T a<T b C.V a<V b, T a<T b D.V a<V b, T a>T b 2.下列说法正确的是() A.决定封闭理想气体压强大小的是,分子密集程度和分子的平均动能 B.决定理想气体压强的是,分子平均动能和分子种类 C.质量相同的0C?的水和0C?的冰具有相同的内能 D.一定质量的理想气体绝热自由膨胀过程,内能一定减少 3.如图所示,一导热性能良好的金属气缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土,忽略环境温度的变化,在此过程中() A.气缸内大量分子的平均动能增大 B.气体的内能增大 C.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多 D.气缸内大量分子撞击气缸壁的平均作用力增大 4.快递公司用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品,如图所示。假设袋内气体与外界没有热交换,当充气袋四周被挤压时,袋内气体 A.对外界做负功,内能增大 B.对外界做负功,内能减小 C.对外界做正功,内能增大 D.对外界做正功,内能减小 5.根据学过的热学中的有关知识,判断下列说法中正确的是()

A.机械能可以全部转化为内能,内能也可以全部用来做功转化成机械能 B.凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体 C.尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100%,制冷机却可以使温度降到-293 ℃D.第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,随着科技的进步和发展,第二类永动机可以制造出来 6.若通过控制外界条件,使图甲装置中气体的状态发生变化.变化过程中气体的压强p随热力学温度T的变化如图乙所示,图中AB线段平行于T轴,BC线段延长线通过坐标原点,CA线段平行于p轴.由图线可知 A.A→B过程中外界对气体做功 B.B→C过程中气体对外界做功 C.C→A过程中气体内能增大 D.A→B过程中气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功 7.一定质量的理想气体由状态A变化到状态B,气体的压强随热力学温度变化如图所示,则此过程() A.气体的密度减小 B.外界对气体做功 C.气体从外界吸收了热量 D.气体分子的平均动能增大 8.如图所示,一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中,容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F,使活塞缓慢向下移动一段距离后,气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力,则被密封的气体( )

热力学基础习题

热力学基础作业 班级:_____________ 姓名:_____________ 学号:_____________ 日期:__________年_______月_______日 成绩:_____________ 一、选择题 1. 一定量某理想气体按pV 2=恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体的温度 (A) 将升高. (B) 将降低. (C) 不变. (D)升高还是降低,不能确定. [ ] 2. 若室内生起炉子后温度从15℃升高到27℃,而室内气压不变,则此时室内的分子数减少了 (A)0.500. (B) 400. (C) 900. (D) 2100. [ ] 3. 若理想气体的体积为V ,压强为p ,温度为T ,一个分子的质量为m ,k 为玻尔兹曼常量,R 为普适气体常量,则该理想气体的分子数为: (A) pV / m . (B) pV / (kT ). (C) pV / (RT ). (D) pV / (mT ). [ ] 4. 理想气体向真空作绝热膨胀. (A) 膨胀后,温度不变,压强减小. (B) 膨胀后,温度降低,压强减小. (C) 膨胀后,温度升高,压强减小. (D) 膨胀后,温度不变,压强不变. [ ] 5. 对于理想气体系统来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值? (A) 等体降压过程. (B) 等温膨胀过程. (C) 绝热膨胀过程. (D) 等压压缩过程. [ ] 6. 如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图 中的abcda 增大为da c b a '',那么循环abcda 与da c b a ''所作的净功和热机效率变化情况是: (A) 净功增大,效率提高. (B) 净功增大,效率降低. (C) 净功和效率都不变. (D) 净功增大,效率不变. [ ] 7. 两个卡诺热机的循环曲线如图所示,一个工作在温度为T 1 与T 3的两个热源之间,另一个工作在温度为T 2 与T 3的两个热源之间,已知这两个循环曲线所包围的面积相等.由此可知: (A ) 两个热机的效率一定相等. (B ) 两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等. c ' d T 2 a b b ' c T 1V O p

大学物理第九章 热力学基础 试题

第9章 热力学基础 一、选择题 1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法.其中正确的是 [ ] (A) 准静态过程一定是可逆过程 (B) 可逆过程一定是准静态过程 (C) 二者都是理想化的过程 (D) 二者实质上是热力学中的同一个概念 2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高 (D) 以上说法都不对 3. 有关热量, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 热是一种物质 (B) 热能是物质系统的状态参量 (C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D) 热传递是改变物质系统内能的一种形式 4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 [ ] (A) 功是能量变化的一种量度 (B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样 (D) 系统具有的能量等于系统对外作的功 5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 式p V M R T d d =μ 表 示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式 V p M R T d d = μ 表示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式0d d =+V p p V 表

热力学基础作业

大学物理课堂作业 热力学基础 一、填空题 1 在p?V图上 (1) 系统的某一平衡态用_____________来表示; (2) 系统的某一平衡过程用________________来表示; (3) 系统的某一平衡循环过程用__________________来表示; 2.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582 J,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____________________. 3.一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. 4.可逆卡诺热机可以逆向运转.逆向循环时, 从低温热源吸热,向高温热源放热,而且吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量和从高温热源吸的热量.设高温热源的温度为T1 =450 K , 低温热源的温度为T2 =300 K, 卡诺热机逆向循环时从低温热源吸热Q2 =400 J,则该卡诺热机逆向循环一次外界必须 作功W=_________. 5. 一热机从温度为727℃的高温热源吸热,向温度为527℃的低温热源放热.若 热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000 J ,则此热机每一循环作功_____ ____________ J. 6. 从统计的意义来解释, 不可逆过程实质上是一个________________________ __________________________的转变过程, 一切实际过程都向着_____________ _____________________________的方向进行. γC p/C V为已知)的循环过程如T-V图所示,其中CA为绝热过程,7. 1 mol 理想气体(设= A点状态参量(T1,V1)和B点的状态参量(T2,V2)为已知.试求C点的状态参量:

空气动力学与热学基础试题一及答案

试题一 一、填空题 (每空1分,共30分) 1、一个标准大气压= ㎜Hg ≈ Pa= bar,一个工程大气压= ㎜H O≈ Pa 。 2 2、完全气体是指的气体,一般情况下只要是压力不和温度不的气体都可以当作完全气体。 3、通用气体常数(μR)≈(J/mol·K)。 4、平衡状态必须满足的三个条件是、和。 5、热力循环中体系对外界所做的功?= dw。 6、马赫数的定义式为,它是气流的衡量指标。飞机飞行马赫数的定义为。 7、空速管是应用方程的原理制成的。 8、飞机机翼的迎角是指,在时为正,时为负。 9、后掠机翼由于后掠角的存在会产生效应和效应,其主要原因是。 10、在细长三角翼上产生的升力有和两部分,其中的变化与迎角成非线性关系。 11、飞机保持平飞所必须满足的两个运动方程是和。 12、在保持其它条件不变时,螺旋桨的拉力随飞机飞行速度的增大而,随发动机转速增大而。 二、判断题(每小题1分,共10分) 1、热量只能从温度高的物体传给温度低的物体。() 2、各种完全气体在同温同压下的体积相等。() 3、完全气体在等温变化过程中从外界吸入的热量全部用来对外界做功。 () 4、所有工作于两个定温热源之间的热机,热效率相等。() 5、变截面管流中,气流在管道面积小的地方流速快,而在管道面积大的地方流 速慢。 () 6、气流的滞止参数就是气流速度为零的参数。() 7、拉伐尔管的最小截面就是临界截面。() 8、飞机的升力随着飞行速度的增大而增大。()

9、在一定的高度和一定的迎角时,飞机只能以一定飞行速度平飞。() 10、飞机具有速度稳定性的条件是:飞行速度增大时,升力增大,飞行速度减小 时,升力减小。 () 三、简答题(每小题5分,共30分) 1、请写出飞机极线图中A、B、C三点所对应的迎角及其定义。 2、什么叫做状态量和过程量?在我们学习过的参数中各列举两个状态量和过程量。 3、音速的定义是什么?写出音速的两种形式的计算公式,影响音速大小的因素有哪些? 4、激波形成的条件是什么?它按形状可以分为哪几种?它们的强度哪个最强?并示意地画出各自的形状.

第十三章 热力学基础 习题解答上课讲义

§13.1~13. 2 13.1 如图所示,当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时,气体所经历的过程【C 】 (A) 是准静态过程,它能用p ─V 图上的一条曲线表示 (B) 不是准静态过程,但它能用p ─V 图上的一条曲线表示 (C) 不是准静态过程,它不能用p ─V 图上的一条曲线表示 (D) 是准静态过程,但它不能用p ─V 图上的一条曲线表示 分析:从一个平衡态到另一平衡态所经过的每一中间状态均可近似当作平衡态(无限缓慢)的过程叫做准静态过程,此过程在p-V 图上表示一条曲线。题目中活塞迅速移动,变换时间非常短,系统来不及恢复平衡,因此不是准静态过程,自然不能用p -V 图上的一条曲线表示。 13.2 设单原子理想气体由平衡状态A ,经一平衡过程变化到状态B ,如果变化过程不知道,但A 、B 两状态的压强,体积和温度都已知,那么就可以求出:【B 】 (A ) 体膨胀所做的功; (B ) 气体内能的变化; (C ) 气体传递的热量; (D ) 气体的总质量。 分析:功、热量都是过程量,除了与系统的始末状态有关外,还跟做功或热传递的方式有关;而内能是状态量,只与始末状态有关,且是温度的单值函数。因此在只知道始末两个状态的情况下,只能求出内能的变化。对于答案D 而言,由物态方程RT PV ν=可以计算气体的物质的量,但是由于不知道气体的种类,所以无法计算气体总质量。 13.3 一定量的理想气体P 1、V 1、T 1,后为P 2、V 2、T 2, 已知V 2>V 1, T 2V 1, T 2。 13.4 在某一过程中,系统对外放出热量1100J ,同时对外所做的功是190J ,则该系统内能的增量是_-1290J _。 分析:由热力学第一定律W E Q +?=,Q =-1100J ,W =190J 。很容易计算内能增量。 13.5 1mol 氧气由初态A(p 1,V 1)沿如图所示的直线路径变到末态B(p 2,V 2),试求上述过程中,气体内能的变化量,对外界所作的功及从外界吸收的热量(设氧气可视为理想气体,且C V ,m =5R/2) 。

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