【VIP专享】西南交通大学大学物理AII NO.11热力学第一定律参考答案
《大学物理AII》作业 No.11 热力学第一定律 参考答案
综上分析 AM 和 BM 是放热过程，CM 是一吸热过程。 12、一定量的理想气体，其状态在 V－T 图上沿着一条直线从平衡态 a 改变到平 V 衡态 b(如图)。这是一个（吸热降压）过程。 V2 b （选填：吸热、放热、升压或降压）
A 100 10.5% Q吸 950
2、1 mol 氢气，在压强为 1.0 105 Pa 、温度为 20 C 时，其体积为 V0 。今使它经 以下两个过程达到同一状态： （1）先保持体积不变，加热使其温度升高到 80 C ，然后令它作等温膨胀，体积 变为原来的 2 倍； （2）先使它作等温膨胀至原体积的 2 倍，然后保持体积不变，加热到 80 C 。 试画出 p－V 图，并分别计算以上两种过程中吸收的热量，气体对外作的功和内 能的增量。 解：p-V 图如下图所示。氢气为双原子气体，自由度 5， CV ,M
pV 常量
0
m V RT ln 2 M V1 m V RT ln 2 M V1
pV
恒量
m C T V M
0
m CV T M i R 2
m C V T M
m CV T M
m C pT M i 2 R 2
0 0
∞
7、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 （ p 0 / 2 ）。整个过程做功为（零），内能变化为（零），吸热为（零）。其过 程（不能）用“ PV 常量”来表示。（填：能或不能） 8、正循环过程，系统从（高温热源）吸热 Q1，对（外界）做功 A，同时向（低 温热源）放热 Q2，其效率可表示为（ 1
热力学第一定律_习题十 答案
姓名 班级 序号热力学第一定律1. 定量理想气体，从同一初态出发，体积V1膨胀到V 2，分别经历三种过程，（1）等压；（2）等温；（3）绝热。
其中吸收热量最多的是 [ ]（A ）等压；（B ）等温；（C ）绝热；（D ）无法判断。
解：在p-V 图上绝热线比等温线要陡，所以图中中间的曲线表示的应该是等温过程。
图中三种过程的起始态和终止态的体积分别相同，因为在p-V 图上，曲线所围成的面积等于该过程对外所做的功，所以等压过程中对外所做的功最大，等温过程次之，绝热过程最小。
根据理想气体内能2iU RT ν=，三种过程的起始温度一样，但图中所示的等压过程的末态温度最高，等温过程次之，绝热过程最小。
所以等压过程的内能增加最多。
根据热力学第一定律Q U A =∆+，既然等压过程的内能增加最多，对外所做的功也最大，等压过程从外界吸收的热量也最多，故本题答案为A 。
2．一圆柱形汽缸的截面积为222.510m -⨯，内盛有0.01kg 的氮气，活塞重10kg ，外部大气压为5110Pa ⨯，当把气体从300K 加热到800K 时，设过程进行无热量损失，也不考虑摩擦，问（1）气体做功多少？（2）气体容积增大多少？（3）内能增加多少？ 解：（1）系统可以看成等压准静态过程，21VV A pdv p V ==∆⎰由理想气体状态方程m pV RT M=，得 3030.018.31(800300) 1.4810J 2810m A p V R T M -=∆=∆=⨯⨯-=⨯⨯ （2）50/ 1.0410Pa p M g S p =+=⨯活塞由状态方程0m pV RT RT M ν==（2N m M ν=），得231.4210m R T V Pν-∆∆==⨯；（3）氮气的自由度为5，由理想气体内能公式2iU RT ν=得，内能增加 33.710J 2iU R T ν∆=∆=⨯3、 一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为60102.1⨯=p P a ，3301031.8m V -⨯=，K T 3000=的初态，后经过一等容过程，温度升高到K T 4501=，再 经过一等温过程，压强降低到0p p =的末态，已知该理想气体的定压摩尔热容量和定容摩尔热容量之比35=V P C C ，求：（1）该理想气体的定压摩尔热容量P C 和定容摩尔热容量V C ；（2）气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。
1.在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。
( )2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。
（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。
2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。
( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内：( )。
( A ) 热力学能守恒，焓守恒；( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒；(C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒；( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。
( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不正确的是：（）。
西南交通大学大学物理AII NO.11热力学第一定律参考答案
©物理系_2014_09《大学物理AII 》作业 No.11 热力学第一定律班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______一、判断题：（用“T ”和“F ”表示）[ F ] 1．物体的温度愈高，所含热量愈多。
解：热量是热运动传递的能量，不是物体所含有的能量。
[ F ] 2．平衡过程就是无摩擦力作用的过程。
解：平衡过程就是准静态过程，准静态过程是指每一个中间态都可视为平衡态，是个理想过程，与是否存在摩擦无关。
一般说来，只要过程进行得无限缓慢，我们就可将该过程看成是准静态过程。
[ T ] 3．在p －V 图上任意一线段表示系统经历的准静态过程。
解：相图上一个点表示一个平衡态，一条线表示一个准静态过程。
[ T ] 4．理想气体经历绝热自由膨胀过程，初态和末态温度相等。
解：绝热自由膨胀过程中Q = 0，A = 0，由热力学第一定律，有 0=∆E ，膨胀前后T 不变。
[ F ] 5.气体的内能是温度的单值函数。
解：一般说来，气体的内能时温度和体积的函数。
对于理想气体，由于忽略了分子间的相互作用，没有分子势能，所以理想气体的内能只是温度的单值函数。
二、选择题：1. 一个绝热容器，用质量可忽略的绝热板分成体积相等的两部分。
两边分别装入质量相等、温度相同的H 2和O 2。
开始时绝热板P固定，然后释放之，板P 将发生移动（绝热板与容器壁之间不漏气且摩擦可以忽略不计）。
在达到新的平衡位置后，若比较两边温度的高低，则结果是：[ B ] (A) H 2比O 2温度高 (B) O 2比H 2温度高(C) 两边温度相等, 且等于原来的温度 (D) 两边温度相等, 但比原来的温度降低了 解：开始时，由理想气体RT MpV μ=知：绝热板两边体积V 、温度T 、质量相等的H 2和O 2气体，摩尔质量μ小的压强p 大，所以22O H p p >。
释放绝热板后，H 2膨胀而O 2被压缩，两边压强相等达到新的平衡。
热力学第一定律习题解答
第七章 热力学第一定律一 选择题1. 图为质量一定的某理想气体由初态a 经两过程到达末状态c ，其中abc 为等温过程，则 （ ） A ． adc 也是一个等温过程B ． adc 和abc 过程吸收的热量相等C ． adc 过程和abc 过程做功相同D ． abc 过程和adc 过程气体内能变化相同 解：热量和功均是过程量，内能是状态量。
故答案选D 。
2. 有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气，（看成刚性分子），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢气，使氢气的温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递热量是 ( )A ． 6J B. 5J C. 3J D. 2J解：氦气是单原子分子，自由度为3，氢气是双原子分子，自由度为5。
根据理想气体的状态方程，两种气体的摩尔数相同。
容器容积不变，气体吸收的热量全部转化为内能。
再根据理想气体的内能公式，使氦气也升高同样的温度，应向氦气传递热量是3J 。
答案选C 。
3. 1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B ，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A 、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出 ( )A.气体所作的功B.气体内能的变化C.气体传给外界的热量D.气体的质量解 答案：B4. 已知系统从状态A 经某一过程到达状态B ，过程吸热10J ，系统内能增量为5J 。
现系统沿原过程从状态B 返回状态A ，则系统对外作功是 ( )A. -15JB. -5JC. 5JD. 15J解 热力学第一定律的表达式W U Q +∆=，系统从A 态经某一过程到达B 态时系统做的功为5510=-=∆-=U Q W J 。
因此当系统沿原过程从B 态返回A 态时，系统对外做功为-5J 。
因此答案选B 。
5. 用公式T C U V ∆=∆m ,ν计算理想气体内能增量时，此式 ( )A. 只适用于准静态的等体过程B. 只适用于一切等体过程C. 只适用于一切准静态过程D. 适用于一切始末态为平衡态的过程选择题1图解 答案选D6. 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. 2/3B.1/2C.2/5D.2/7解 答案选 D7. 理想气体初态的体积为V 1，经等压过程使体积膨胀到V 2，则在此过程中，气体对外界作 （ ）A ．正功，气体的内能增加B ．正功，气体的内能减少C ．负功，气体的内能增加D ．负功，气体的内能减少解 等压膨胀过程系统对外作正功，由于压强不变体积增加，所以温度升高，因此气体的内能增加。
第二章-热力学第一定律--题加答案
第二章热力学第一定律1. 始态为25 °C，200 kPa的5 mol某理想气体，经途径a，b两不同途径到达相同的末态。
途经a先经绝热膨胀到-28.47 °C，100 kPa，步骤的功；再恒容加热到压力200 kPa的末态，步骤的热。
途径b为恒压加热过程。
求途径b的及。
〔天大2.5题〕解：先确定系统的始、末态对于途径b，其功为根据热力学第一定律2. 2 mol某理想气体，。
由始态100 kPa，50 dm3，先恒容加热使压力增大到200 dm3，再恒压冷却使体积缩小至25 dm3。
求整个过程的。
〔天大2.10题〕解：过程图示如下由于，则，对有理想气体和只是温度的函数该途径只涉及恒容和恒压过程，因此计算功是方便的根据热力学第一定律3. 单原子理想气体A与双原子理想气体B的混合物共5 mol，摩尔分数，始态温度，压力。
今该混合气体绝热反抗恒外压膨胀到平衡态。
求末态温度及过程的。
〔天大2.18题〕解：过程图示如下分析：因为是绝热过程，过程热力学能的变化等于系统与环境间以功的形势所交换的能量。
因此，单原子分子，双原子分子由于对理想气体U和H均只是温度的函数，所以4. mol〔单原子分子〕理想气体，由、300K按以下两种不同的途径压缩到、300K，试计算并比较两途径的Q、W、ΔU及ΔH。
(1〕等压冷却，然后经过等容加热；（2）等容加热，然后经过等压冷却。
解：C p,m=2.5R, C V,m〔1〕、、、300K30.09858 dm30.09858 dm3Q=Q1+Q2××××(300-119.8)=-3745+2247=-1499(J)W=W1+W2×103×(0.09858-0.2470)+0=1499(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)××0.2470=0〔2〕、、、300K330.09858 dm3Q=Q1+Q2××××(300-751.6)=5632-9387=-3755(J)W=W1+W2×103×(0.09858-0.2470) =3755(J)ΔU=Q+W=0ΔH=ΔU+Δ(pV)××0.2470=0计算结果说明，Q、W与途径有关，而ΔU、ΔH与途径无关。
热力学第一定律参考答案2017
C、 Q=0，W>0，U>0
D、Q=0，W=0，U=0
解释：绝热 Q=0；钢壁 W=0，U = Q + W = 0。
28. 测定有机物的燃烧热
，一般是使反应在氧弹中进行，实验测得的热效应为
。两种热效应之间的关系为
，式中 Δn 是指
A、 产物与反应物总物质的量之差
B、 产物与反应物中，气相物质的物质的量之差
= Vp>0
18. 一定量的理想气体，经如图所示的循环过程，A → B 为等温
过程，B → C 为等压过程，C → A 为绝热过程，那么曲边梯
A
形 ACca 的面积表示的功等于
A、 B → C 的内能变化
p
B、 A → B 的内能变化
C、 C → A 的内能变化
D、 B → A 的内能变化
a
解释：A→B 等温过程，UA=UB； C→A 绝热过程，Q = 0； 而 ACca 面积等于 C→A 的功 W，亦等于 U（C→A）= U（C→B）
23. 焦耳实验表明 A、 理想气体的热力学能和焓仅是温度的函数 数 C、 理想气体的热力学能和焓仅是体积的函数 数 知识点：焦耳实验
B、理想气体的热力学能和焓仅是压力的函 D、实际气体的热力学能和焓仅是温度的函
24. 当理想气体反抗一定的外压做绝热膨胀时，则有
A、 焓总是不变的
B、热力学能总是不变的
26. 对一理想气体，下列关系式不正确的是
A、
U T
p
0
B、
U T
V
0
解释:焦耳实验结论。
C、
H p
T
0
D、
U p
T
0
27. 在绝热钢瓶内发生一化学反应，系统温度和压力分别由 T1、p1 变化到 T2、p2，则该过
《大学物理AII》作业 No.11热力学第一定律
《大学物理AII 》作业No.11热力学第一定律一、选择题1.置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态[B](A)一定都是平衡态。
(B)不一定都是平衡态。
(C)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态。
.(D)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态。
解：气体内各处压强相等或温度相等，都不一定是平衡态。
2.一定量的理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为1p 、1V 、1T 的平衡态，后来变到压强、体积、温度分别为2p 、2V 、2T 的终态，若已知12V V >，且12T T =，则以下各种说法中正确的是：[D](A)不论经历的是什么过程，气体对外所做的净功一定为正值。
(B)不论经历的是什么过程，气体从外界所吸的净热量一定为正值。
(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所做的净功和从外界吸热的正负皆无法判断。
解：∫=21d V V V p A 只适用于准静态过程，对于任意过程，无法只根据12V V >，12T T =判断A 和Q 的正负。
3.一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。
则根据热力学定律可以断定：(1)该理想气体系统在此过程中吸了热。
(2)在此过程中外界对该理想气体系统做了正功。
(3)该理想气体系统的内能增加了。
(4)在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外做了正功。
以上正确的断言是：[C ](A)(1)、(3)。
(B)(2)、(3)。
(C)(3)。
(D)(3)、(4)。
(E)(4)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。
4.热力学第一定律表明：[C ](A)系统对外做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，在此循环过程中，外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量。
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解：绝热自由膨胀过程中 Q = 0，A = 0，由热力学第一定律，有 E 0 ，膨胀前后 T
不变。 [ F ] 5.气体的内能是温度的单值函数。 解：一般说来，气体的内能时温度和体积的函数。对于理想气体，由于忽略了分子间的 相互作用，没有分子势能，所以理想气体的内能只是温度的单值函数。
O 2 绝热压缩后温度升高，所以平衡后 O2 比 H 2 温度高。
2．一定量的理想气体，经历某过程后温度升高。根据热力学定律可断定： [ C ] (A) 系统经历了吸热过程。
(B) 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功。
6.培养学生观察、思考、对比及分析综合的能力。过程与方法1.通过观察蚯蚓教的学实难验点，线培形养动观物察和能环力节和动实物验的能主力要；特2征.通。过教对学观方察法到与的教现学象手分段析观与察讨法论、，实对验线法形、动分物组和讨环论节法动教特学征准的备概多括媒，体继课续件培、养活分蚯析蚓、、归硬纳纸、板综、合平的面思玻维璃能、力镊。子情、感烧态杯度、价水值教观1和.通过学理解的蛔1虫.过观适1、察于程3观阅 六蛔寄.内列察读 、虫生出蚯材 让标容生常蚓3根料 学本教活.见身了 据： 生，师的2、的体解 问巩鸟 总看活形作用线的蛔 题固类 结雌动态业手形虫 自练与 本雄学、三：摸动状对 学习人 节蛔生结4、收 、一物和人 后同类 课虫活构请一集 蚯摸并颜体 回步关 重的动、学、鸟 蚓蚯归色的 答学系 点形教生生让类 在蚓纳。危 问习从 并状学理列学的 平线蚯害 题四线人 归、意特出四生面体形蚓以、形类 纳大图点常、五观存 玻表动的及鸟请动文 本小引以见引、察现 璃，物身预3类学物明 节有言及的、导巩蚯状 上是的体防之生和历 课什根蚯环怎学固蚓， 和干主是感所列环史 学么据蚓节二样生练引鸟 牛燥要否染以举节揭 到不上适动、区回习导类 皮还特分的分蚯动晓 的同节于物让分答。学减 纸是征节方布蚓物起 一，课穴并学蚯课生少 上湿。?法广的教， 些体所居归在生蚓前回的 运润4；泛益学鸟色生纳.靠物完的问答原 动的蛔4，处目类 习和活环近.在成前题蚯因 的？虫了以。标就 生体的节身其实端并蚓及 快触寄解上知同 物表内特动体结验和总利的我 慢摸生蚯适识人 学有容点物前构并后结用生国 一蚯在蚓于与类 的什，的端中思端线问活的 样蚓人的飞技有 基么引进主的的考?形题环十 吗体生行能着 本特出要几变以动，境大 ？节活的1密 方征本“特节化下物.让并珍 为近会习形理切 法。课生征有以问的学引稀 什腹小性态解的 。2课物。什游题主.生出鸟 么面起结和结蛔关观题体么戏：要明蚯类 ？处哪利适构虫系察：的特的特确蚓等，些用于特适。蛔章形殊形征，这资是疾板穴点于可虫我态结式。生种料光病书居是寄的们结构，五物典，滑？小生重生鸟内学构，学、的型以还5结活要生类部习与.其习巩结的爱是如鸟的原活生结了功颜消固构线鸟粗何类形因的存构腔能色化练特形护糙预适态之结的，肠相是系习点动鸟？防于、一构现你动适否统。都物为蛔飞结。和状认物应与的是。主虫行构课生却为和”其结与题病的、本理不蛔扁的他构环以？特生8特乐虫形观部特8境小三征理页点观的动位点相组、梳等这；，哪物教相，适为引理方些2鸟，育同师.应单导知面鸟掌类结了；？生的位学识的你握日构解2互.。办生特认线益特了通动手观征识形减点它过，抄察；吗动少是们理生报蛔5？物，与的解.参一虫了它和有寄主蛔与份结解们环些生要虫其。构蚯都节已生特对中爱。蚓会动经活征人培鸟与飞物灭相。类养护人吗的绝适这造兴鸟类？主或应节成趣的的为要濒的课情关什特临？就危感系么征灭来害教；？；绝学，育，习使。我比学们它生可们理以更解做高养些等成什的良么两好。类卫动生物习。惯根的据重学要生意回义答；的3.情通况过，了给解出蚯课蚓课与题人。类回的答关：系线，形进动行物生和命环科节学动价环值节观动的物教一育、。根教据学蛔重虫点病1.引蛔出虫蛔适虫于这寄种生典生型活的线结形构动和物生。理二特、点设；置2.问蚯题蚓让的学生生活思习考性预和习适。于穴居生活的形态、结构、生理等方面的特征；3.线形动物和环节动物的主要特征。
二、选择题：
1. 一个绝热容器，用质两边分别装入质量相等、温度相同的 H 2 和 O 2 。开始时绝热板 P 固定，然后释放之，板 P 将发生移动（绝热板与容器壁之间不
漏气且摩擦可以忽略不计）。在达到新的平衡位置后，若比较两边
温度的高低，则结果是：
[B ]
解：开始时，由理想气体
[ F ] 2．平衡过程就是无摩擦力作用的过程。 解：平衡过程就是准静态过程，准静态过程是指每一个中间态都可视为平衡态，是个理
想过程，与是否存在摩擦无关。一般说来，只要过程进行得无限缓慢，我们就可将
该过程看成是准静态过程。
[ T ] 3．在p－V 图上任意一线段表示系统经历的准静态过程。 解：相图上一个点表示一个平衡态，一条线表示一个准静态过程。
©物理系_2014_09
《大学物理 AII》作业 No.11 热力学第一定律
班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______
一、判断题：（用“T”和“F”表示） [ F ] 1．物体的温度愈高，所含热量愈多。 解：热量是热运动传递的能量，不是物体所含有的能量。
(A) H 2 比 O 2 温度高
(C) 两边温度相等, 且等于原来的温度 (D) 两边温度相等, 但比原来的
pV
M
RT
知：绝热板两边体积
2 和 O 2 气体，摩尔质量 小的压强 p 大，所以 pH2 pO2 。释放绝热板后，H 2 膨胀而
O 2 被压缩，两边压强相等达到新的平衡。由热力学第一定律知 H 2 绝热膨胀后温度降低，
(B) O 2 比 H 2 温度高
温度降低了
V、温度
H2
T、质量相等的
故选 B
O2
P
H
(C) 系统的内能必然增加。 (D) 在此过程中理想气体系统既从外界吸热，又对外作功。 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。