第十三章 热力学基础习题课与讨论课(十三)
大学物理第十三章(热力学基础)部分习题及答案
第十三章热力学基础一、简答题：1、什么是准静态过程?答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。
2、什么是可逆过程与不可逆过程答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能不重复正过程的每一状态，或者重复正过程时必然引起其它变化。
3、一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化?答：可以吸热仅使其内能变化，只要不对外做功。
比如加热固体，吸收的热量全部转换为内能升高温度；4、简述热力学第二定律的两种表述。
答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。
克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
5、什么是熵增加原理?答：一切不可逆绝热过程中的熵总是增加的，可逆绝热过程中的熵是不变的。
把这两种情况合并在一起就得到一个利用熵来判别过程是可逆还是不可逆的判据——熵增加原理。
6、什么是卡诺循环? 简述卡诺定理?答案：卡诺循环有4个准静态过程组成，其中两个是等温线，两个是绝热线。
卡诺提出在稳度为T1的热源和稳度为T2的热源之间工作的机器，遵守两条一下结论：（1）在相同的高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机，都具有相同的效率。
（2）工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率。
7、可逆过程必须同时满足哪些条件?答：系统的状态变化是无限缓慢进行的准静态过程，而且在过程进行中没有能量耗散效应。
二、选择题1、对于理想气体的内能，下列说法中正确的是( B ):( A ) 理想气体的内能可以直接测量的。
(B) 理想气体处于一定的状态，就有一定的内能。
第十三章 热力学基础 习题解答上课讲义
§13.1～13. 213.1 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 2<T 1，以下说法哪种正确？【D 】（A ） 不论经历什么过程，气体对外净作功一定为正值；（B ） 不论经历什么过程，气体对外界净吸热一定为正值；（C ） 若是等压过程，气体吸的热量最少；（D ） 若不知什么过程，则W 、Q 的正负无法判断。
分析：功和热量都是过程量，他们除了与系统的始末状态有关外，还跟经历的过程方式有关，所以A 、B 选项不正确。
《大学物理》课程教学大纲
《大学物理》课程教学大纲一、课程基本信息总学时136学时，讲课102学时，习题讨论课26学时，演示实验8三、课程教学的有关说明1、本课程课内外学时比例：1:2；平均周学时：4。
2、本课程是公共基础课，分连续两个学期完成。
3、在教学中注意把传统教学手段和现代化教学手段相结合，充分利用现代化教学手段进行教学。
四、对于能力培养的基本要求通过大学物理课程教学,应注意培养学生以下能力：1.独立获取知识的能力——逐步掌握科学的学习方法，阅读并理解相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和科技文献，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构；能够写出条理清晰的读书笔记、小结或小论文。
2.科学观察和思维的能力——运用物理学的基本理论和基本观点，通过观察、分析、综合、演绎、归纳、科学抽象、类比联想、实验等方法培养学生发现问题和提出问题的能力，并对所涉问题有一定深度的理解，判断研究结果的合理性。
3．分析问题和解决问题的能力——根据物理问题的特征、性质以及实际情况，抓住主要矛盾，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。
五、对于素质培养的基本要求通过大学物理课程教学,应注重培养学生以下素质：1.求实精神——通过大学物理课程教学，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。
2.创新意识——通过学习物理学的研究方法、物理学的发展历史以及物理学家的成长经历等，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望，以及敢于向旧观念挑战的精神。
3.科学美感——引导学生认识物理学所具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等美学特征，培养学生的科学审美观，使学生学会用美学的观点欣赏和发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握自然科学规律的自主能力。
六、教学内容及基本要求模块1力学:第一单元质点运动学第一讲质点运动的描述，第二讲圆周运动与一般平面曲线运动，第三讲相对运动基本要求：1、质点运动的描述(1)掌握：位矢、位移、速度、加速度等物理量的定义及表达式，能够从已知的运动方程求导得到速度、加速度；同时能够从已知的速度或加速度积分得出运动方程。
第13章 热力学基础 之习题及参考答案
第十三章习题热力学第一定律及其应用1、如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2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。
2、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．abc过程热，def过程热．3、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。
(=γC p/C V)4、一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，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：__________过程气体对外作功最多；____________过程气体内能增加最多；__________过程气体吸收的热量最多．答案1、是A-B吸热最多。
2、abc过程吸热，def过程放热。
3、P0/2。
4、等压，等压，等压VV理想气体的功、内能、热量1、有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，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，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是 。
2、 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 。
3、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___________________． (普适气体常量 R = 8.31 J/mol· K)4、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.5、 1 mol 双原子分子理想气体从状态A (p 1,V 1)沿p -V 图所示直线变化到状态B (p 2,V 2)，试求： (1) 气体的内能增量． (2) 气体对外界所作的功． (3) 气体吸收的热量．(4) 此过程的摩尔热容．(摩尔热容C =T Q ∆∆/，其中Q ∆表示1 mol 物质在过程中升高温度T ∆时所吸收的热量．)p (×105 Pa)-3 m 3)p p p 126、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．7、 如图，器壁与活塞均绝热的容器中间被一隔板等分为两部分，其中左边贮有1摩尔处于标准状态的氦气(可视为理想气体)，另一边为真空．现先把隔板拉开，待气体平衡后，再缓慢向左推动活塞，把气体压缩到原来的体积．求氦气的温度改变多少？答案1、3J2、-700J3、124.7 J ，-84.3 J4、500J ；700J5、解：(1) )(25)(112212V p V p T T C E V -=-=∆ (2) ))((211221V V p p W -+=， W 为梯形面积，根据相似三角形有p 1V 2= p 2V 1，则)(211122V p V p W -=． (3) Q =ΔE +W =3( p 2V 2－p 1V 1 )．(4) 以上计算对于A →B 过程中任一微小状态变化均成立，故过程中ΔQ =3Δ(pV )． 由状态方程得 Δ(pV ) =R ΔT ， 故 ΔQ =3R ΔT ，摩尔热容 C =ΔQ /ΔT =3R ．6、解：(1) d W = p d V = (a 2 /V 2 )d V)11()/(2122221V V a dV V a dW W V V -===⎰⎰(2) ∵ p 1V 1 /T 1 = p 2V 2 /T 2 ∴ T 1/ T 2 = p 1V 1 / (p 2V 2 ) 由 11/p a V =，22/p a V =得 p 1 / p 2= (V 2 /V 1 )2∴ T 1/ T 2 = (V 2 /V 1 )2 (V 1 /V 2) = V 2 /V 17、解：已知He 气开始时的状态为p 0、V 0、T 0、先向真空绝热膨胀：W = 0，Q = 0 → ∆E = 0 → ∆T = 0 ∴ T 1 = T 0，V 1 = 2V 0由 pV = RT 0121p p =5分 再作绝热压缩，气体状态由p 1、V 1、T 1，变为p 2、V 0、T 2 , γγγ)2(21001102V p V p V p == ∴ 0122p p -=γ 再由 000202//T V p T V p = 可得 0122T T -=γ 氦气 3/5=γ， 03/124T T =∴温度升高 03/102)14(T T T T -=-=∆T 0 = 273 K ， ∆T = 160 K循环过程1、 如图表示的两个卡诺循环，第一个沿ABCDA 进行，第二个沿A D C AB ''进行，这两个循环的效率1η和2η的关系及这两个循环所作的净功W 1和W 2的关系是 η1 η2 ,W 1 W 22、 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：3、如图，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__________，η 3 __________．BAC DC 'D 'VppOV3T 02T 0T 0 fad b c e4、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40％，其高温热源温度为_______ K ．今欲将该热机效率提高到50％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加________ K ．5、一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为 127℃、低温热源温度为27℃时，其每次循环对外作净功8000 J ．今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环对外作净功 10000 J ．若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求： (1) 第二个循环的热机效率；(2) 第二个循环的高温热源的温度．6、 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) 经一循环系统所作的净功； (3) 循环的效率． (注：循环效率η=W /Q 1，W 为循环过程系统对外作的净功，Q 1为循环过程系统从外界吸收的热量ln2=0.693)答案 1、=；<2、S 1 = S 2．3、33.3％ ； 50％； 66.7％4、500 ； 1005、解：(1) 1211211T T T Q Q Q Q W -=-==η 2111T T T W Q -= 且 1212T TQ Q =∴ Q 2 = T 2 Q 1 /T 1即 212122112T T T W T T T T T Q -=⋅-=＝24000 J 由于第二循环吸热 221Q W Q W Q +'='+'=' ( ∵ 22Q Q =') =''='1/Q W η29.4％ (2) ='-='η121T T 425 K-3m 3)6、解：单原子分子的自由度i =3．从图可知，ab 是等压过程， V a /T a = V b /T b ，T a =T c =600 KT b = (V b /V a )T a =300 K (1) )()12()(c b c b p ab T T R i T T C Q -+=-= =－6.23×103 J (放热) )(2)(b c b c V bc T T R iT T C Q -=-= =3.74×103 J (吸热)Q ca =RT c ln(V a /V c ) =3.46×103 J (吸热) (2) W =( Q bc +Q ca )－|Q ab |=0.97×103 J (3) Q 1=Q bc +Q ca ， η=W / Q 1=13.4%热力学第二定律0、关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程． (2) 准静态过程一定是可逆过程． (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程． (4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程． 以上四种判断，其中正确的是 。
高考物理一轮复习第十三章热学第1讲分子动理论热力学定律学案(2021年整理)
2019年高考物理一轮复习第十三章热学第1讲分子动理论热力学定律学案编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019年高考物理一轮复习第十三章热学第1讲分子动理论热力学定律学案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第1讲分子动理论热力学定律微知识1 分子动理论的基本观点和实验依据阿伏加德罗常数1．物体是由大量分子组成的(1)分子很小①直径数量级为10－10 m.②质量数量级为10－26 kg。
(2）分子数目特别大阿伏加德罗常数N A＝6。
02×1023 mol－1。
2．分子的热运动(1)布朗运动①永不停息、无规则运动。
②颗粒越小，运动越显著.③温度越高，运动越剧烈。
④运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。
⑤不能直接观察分子的无规则运动,而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动.（2）热运动：物体分子永不停息地无规则运动,这种运动跟温度有关(填“有关"或“无关”)。
3．分子间的相互作用力(1)引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大,斥力比引力变化更快.（2)分子力的特点①r＝r0时（r0的数量级为10－10 m)，F引＝F斥，分子力F＝0。
②r〈r0时，F引<F斥，分子力F表现为斥力。
③r>r0时，F引>F斥，分子力F表现为引力。
④r〉10r0时，F引、F斥迅速减为零,分子力F＝0。
(3）分子力随分子间距离的变化图象如图所示。
大学热力学基础习题答案
大学热力学基础习题答案【篇一：《物理学基本教程》课后答案第七章热力学基础】>7-1 假设火箭中的气体为单原子理想气体，温度为2000 k，当气体离开喷口时，温度为1000 k，（1）设气体原子质量为4个原子质量单位，求气体分子原来的方均根速率v2气体离开喷口时的流速（即分子定向运动速度）大小相等，均沿同一方向，求这速度的大小，已知气体总的能量不变．分析气体动理论的能量公式表明，气体的温度是气体分子平均平动动能的量度．当气体的内能转化为定向运动的动能时，即表现为平均平动动能的减少，也就是温度的降低．解（1）由气体动理论的能量公式mv2?2v2132kt，得?3ktm?3?1.38?10?23?2000?274?1.6605?10m/s?3530.7 m/s（2）气体总的能量不变，气体内能的减少应等于定向运动动能的增量，就气体分子而言，即分子的平均平动动能的减少应等于定向运动动能的增量．若分子定向运动速度为vd，则有12mvd?232kt1?32kt2vd?3k(t1?t2)m?3?1.38?10?23?(2000?1000)?274?1.6605?10m/s?2496.6 m/s7-2 单原子理想气体从状态a经过程abcd到状态d，如图7-2所示．已知pa?pd?1.013?10 pa55，pb?pc?2.026?10 pa，vb?1.5 l，va?1 l，vc?3 l，（1）试计算气体在abcd过程中作的功，内能的变化和吸收的热量；（2）如果气体从状态d保持压强不变到a状态，如图中虚线所示，问以上三项计算变成多少？（3）若过程沿曲线从a到c状态，已知该过程吸热257 cal，求该过程中气体所作的功．分析理想气体从体积v1膨胀到体积v2的过2v程中所作的功为?p(v)dv，其量值为p?v图上 0 1 1.53 4v/lv1过程曲线下的面积．如果过程曲线下是规则的几图7-2何图形，通常可以直接计算面积获得该过程中气体所作的功．解（1）气体在abcd过程中作的功应等于过程曲线下的面积，得wabcd?s14da?sadcb?1.013?10?3?10?531.8 pa5?3?12?1.013?10?(3?1.5)?105?3pa内能改变为ed?ea? ?mm32cv,m(td?ta)?53m2m?3r(td?ta)??1?10?332pa(vd?va)?1.013?10?(4?10) j?455.9 j应用热力学第一定律，系统吸热为q?wabcd?ed?ea?531.8 j?455.9 j?987.7 j（2）气体在等压过程da中作的功为wda?pa(va?vd)?1.013?10?(1?4)?105?3j?-303.9 j内能改变为 ed?ea??455. 9j系统吸热为q?wda?ea?ed??303.9 j-455.9 j??759.8 j （3）若沿过程曲线从a到c状态，内能改变为ec?ea? ?mm32cv,m(tc?ta)?3m2mr(tc?ta)?5?332(pcvc?pava)?(2?3?1?1)?1.013?10?10 j?759.8 j应用热力学第一定律，系统所作的功为wac?qac?ec?ea?257?4.18 j-759.8 j?314.5 j7-3 2 mol的氮气从标准状态加热到373 k，如果加热时（1）体积不变；（2）压强不变，问在这两种情况下气体吸热分别是多少？哪个过程吸热较多？为什么？分析根据热力学第一定律，系统从外界吸收的热量，一部分用于增加系统的内能，另一部分用于对外作功．理想气体的内能是温度的单值函数，在常温和常压下氮气可视为理想气体，无论经过什么样的准静态过程从标准状态加热到373 k，其内能的变化都相同．在等体过程中气体对外不作功，系统从外界吸收的热量，全部用于系统的内能的增加，而在等压过程中，除增加内能外，还要用于系统对外作功，因此吸热量要多些．解（1）氮气可视为双原子理想气体，i?5．在等体过程中，系统吸热为qv?mim2r(t2?t1)?2?52?8.31?(373?273) j?4155 j（2）在等压过程中，系统吸热为qp?mi?2m2r(t2?t1)?2?72?8.31?(373?273) j?5817 j分析气体在等压过程中吸收的热量为qp?mi?2m2r(t2?t1)，其中t1已知，t2可以通过气体状态方程由已知的该状态的压强和体积求出．用同样的方法可以计算内能的变化．再应用热力学第一定律计算出系统所作的功．解（1）气体在等压过程中吸收的热量为qp? ?mi?2m722r(t2?t1)?5?3i?22?10(pv2?mmrt1)?(3?10?10?1032?8.31?283) j?7928 j（2）内能的变化为e2?e1? ?52mim2r(t2?t1)?5?3i2?(pv2?mmrt1)?(3?10?10?101032?8.31?283) j?5663 j（3）应用热力学第一定律，系统所作的功为w?q?e2?e1?7928 j-5663 j?2265 j7-5 双原子理想气体在等压膨胀过程中吸收了500 cal的热量，试求在这个过程中气体所作的功．解双原子理想气体在等压膨胀过程中吸热为qp?mi?2m2r(t2?t1)?i?22p(v2?v1)所作的功为wp?p(v2?v1)?2i?2qp?25?2?500?4.18 j?597 j分析在热力学中，应该学会充分利用p?v图分析和解题．从图7-6所示的p?v图 p可以看出，ac和db过程为等体过程，ad和cb过程为等压过程．理想气体的内能是温度的 p单值函数，在常温和常压下氧气可视为理想气体，只要始末状态相同，无论经过什么样的准静态过程，其内能的变化都相同．但是气体吸o v1 v2 v图7-6收的热量和完成的功则与过程有关，在等压过程中吸收的热量为qp?mi?2m2r(t2?t1)，在等体过程中吸收的热量为qv?mim2r(t2?t1)，其中温度值可以利用状态方程代换为已知的压强和体积参量．解（1）经acb过程，即经等体和等压过程，气体吸热为qacb?qv?qp? ? ?i?225?22p2v2?i25i2(pcvc?pava)?i?22(pbvb?pcvc)p1v1?p2v1?352?8.2?10?3?105?3?6?10?4.5?10 j? j?6?10?3?105?3j?1500 j所作的功为wacb?wcb?p2(v2?v1)?6?10?(4.5?3)?105?3j?900 j应用热力学第一定律，系统内能改变为eb?ea?qacb?wacb?1500 j-900 j?600 j（2）经adb过程，所作的功为wadb?wad?p1(v2?v1)?8.2?10?(4.5?3)?105?3j?1230 jj 系统内能改变为 eb?ea?600【篇二：大学物理气体动理论热力学基础复习题及答案详解】>一、填空题：轮胎内空气的压强是。
热力学基础习题课PPT学习教案
解：Q E W E 350130 220J Q 40 220 260J Q 60 220 280J
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5.设在某一过程P中，系统由状态A变为状态B，如果 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 态，外界未发生任何变化，则过程P称为可逆过程；如果沿相 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， 或回到初态而外界不能完全恢复，则过程P称为不可逆过程。 6. 一卡诺制冷机，低温热源的温度为300K，高温热源的温度 为450K，每一循环过程从低温热源吸热400J，则每一循环过
Wab
P(Vb
Va )
1.25105 5
(20) 103
2.5103
J
Qab CP (Tb Ta ) 2 8.31 (300) 6232.5 J
b c 等体过程
3 Wbc 0 Qbc CV (Tc Tb ) 2 8.31 300 3739.5 J
c a 等温过程
Wca
WQcWa aRbTlWnbVVacc
程外界必须做功为200 J 。
解： Q2 T2 W T1 T2
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三、计算题
1. 一定质量的单原子分子理想气体，开始时处于状态a，体积 为1升，压强为3atm，先作等压膨胀至b态，体积为2升，再作 等温膨胀至c态，体积为3升，最后等体降压到1atm的压强， 求：（1）气体在全过程中内能的改变；（2）气体在全过程 中所作的功和吸收的热量。
J
Wadb Qadb 4.54103 J E 0
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4.如图示，为1摩尔理想气体（其 ）。ln 2 0.69
C p 5 ）的循环过程（
高考物理大一轮复习第13章选考部分第3讲热力学定律学案新人教版(2021年整理)
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第三讲热力学定律1．判断正误(1）自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的．（）(2）功转变为热的实际宏观过程一定是可逆过程．( ）（3）空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性．( ）（4)不断改进工艺，热机的效率可能达到100%。
（)(5）热量不可以自发地从低温物体传递到高温物体，是因为违背了热力学第一定律．（）答案：（1)√（2）×（3）×(4）×（5)×2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做功7．0×104 J，气体内能减少1．3×105 J，则此过程（）A．气体从外界吸收热量2。
0×105 JB．气体向外界放出热量2.0×105 JC．气体从外界吸收热量6.0×104 JD．气体向外界放出热量6.0×104 J答案：B3．木箱静止于水平地面上，现在用一个80 N的水平推力推动木箱前进10 m，木箱受到的摩擦力为60 N，则转化为木箱与地面系统的内能U和转化为木箱的动能E k分别是（）A．U＝200 J，E k＝600 JB．U＝600 J，E k＝200 JC．U＝600 J,E k＝800 JD．U＝800 J，E k＝200 J答案：B4．（人教版选修3－3P61第2题改编）（多选）下列现象中能够发生的是( )A．一杯热茶在打开杯盖后，茶会自动变得更热B．蒸汽机把蒸汽的内能全部转化成机械能C．桶中混浊的泥水在静置一段时间后，泥沙下沉,上面的水变清，泥、水自动分离D．电冰箱通电后把箱内低温物体的热量传到箱外高温物体答案：CD考点一热力学第一定律与能量守恒定律1．对公式符号W QΔU＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加－物体对外界做功物体放出热量内能减少2①若过程是绝热的,则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加．②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．③若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0,则W＋Q＝0或W＝－Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量．1．(2015·北京卷)下列说法正确的是（)A．物体放出热量，其内能一定减小B．物体对外做功，其内能一定减小C．物体吸收热量,同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功,其内能可能不变解析：选C 根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q可知,若外界对物体做功，物体放出热量，内能可能增加，选项A错误;物体对外界做功，若同时吸收热量,内能可能增加,选项B错误，C正确；物体放出热量,同时对外做功，其内能一定减小，选项D错误．2．(2016·全国卷Ⅲ）(多选)关于气体的内能，下列说法正确的是( ）A．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C．气体被压缩时，内能可能不变D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加解析：选CDE 物体内大量分子做无规则运动具有的动能和分子势能的总和叫内能．质量和温度都相同的气体，内能不一定相同,其内能还与气体的体积和压强等有关，故选项A错误；气体内能的大小与气体的质量和温度等有关，而与气体的运动速度无关，故宏观速度增大，不会影响内能,选项B错误；气体被压缩时外界对气体做功，若在此过程中同时放出热量，根据ΔU ＝W＋Q可知，内能可能不变，选项C正确;由于理想气体是理想化的物理模型，其内能只考虑分子动能,表现在宏观上只与温度有关，选项D正确；一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,温度一定升高，内能一定增加,选项E 正确．考点二热力学第二定律1（1）“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．（2）“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等2．热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而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．3．热力学过程方向性实例：①高温物体错误!低温物体②功错误!热③气体体积V1错误!气体体积V2(较大）④不同气体A和B错误!混合气体AB4．热力学第一、第二定律的比较热力学第一定律热力学第二定律定律揭示的问题它从能量守恒的角度揭示了功、热量和内能改变量三者的定量关系它指出自然界中出现的过程是有方向性的机械能和内能的转化当摩擦力做功时，机械能可以全部转化为内能内能不可能在不引起其他变化的情况下完全变成机械能表述形式只有一种表述形式有多种表述形式两定律的关系在热力学中，两者既相互独立,又互为补充，共同构成了热力学知识的理论基础3．（2018·辽宁锦州联考）(多选)下列叙述中正确的是( ）A．热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数D．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离,液体表面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势E．用活塞压缩汽缸内的理想气体，对气体做了3。
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QABC 326 J , W ABC 126 J
系统从状态A沿ABC变
化到状态C内能增量为:
V
8
E AC QABC - W ABC 200 J
系统从状态C返回到A的过程中系统内能的增量ECA和
对外作的功WCA为:
ECA -E AC -200 J WCA -52 J
第十三章 热力学基础习题课及讨论课
1
13-1
如图所示，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a
是任意过程, 则上述两过程中气体作功与吸热的情况是 B
( ) (A) b1a过程放热，作负功； b2a过程放热，作负功。
(B) b1a过程吸热，作负功；
b2a过程放热，作负功。 (C) b1a过程吸热，作正功； b2a过程吸热，作负功。 (D) b1a过程放热，作正功； b2a过程吸热，作正功。
O V
3
A
B
13－3 两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛
有氦气 (均视为刚性分子理想气体 )，开始时它们的压强
和温度都相同，现将3J热量传给氦气，使之升高到一定
的温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递 热量为( C )
(A) 6J；(B) 3J； (C) 5J； (D) 10J。
m QV E CV,m T2 - T1 CV,m T2 - T1 M 5 3 QH 2 : QH e CV, m H : CV, m He : 5 : 3 2 2 2 QH 2 5 J
4
有人想象了四个理想气体的循环过程，则在理 13－4 论上可以实现的为( D )
p 绝热 等温 o p p
等体
A V 绝热 C V
pA d p VA d V T
o p
等温 绝热
绝热
B V
等压
绝热 等温
等体
绝热 o
pA d p - VA dV a
o
D
V
5
系统从状态C返回到A的过程中
系统吸收的热量QCA为:
p
B C
A O
QCA ECA WCA -252 J
V
系统从状态C返回到A的过程中系统放出热量。
QABC 326 J , W ABC 126 J
9
13－15
如图所示，一定量的理想气体经历ACB过程
p/ 105 Pa
吸热200J，则经历ACBDA过程时吸热又是多少？
解: (1) pAVA pBVB
TA TB E ACB
WACB QACB 200 J
4 0 3 2 1
A
C
D
(2) WBD 0
VA VD
B
1 2
3
V/ 10-3 m 3
W DA p dV p A V A - VB -1200 J
O
4
WACBDA WACB WBD WDA -1000 J QACBDA WACBDA -1000 J
13－5 一台工作于温度分别为327oC和27oC的高温热源
和低温源之间的卡诺热机, 每经历一个循环吸热2000J, 则对外作功（ B ） (A) 2000J (C) 4000J (B) 1000J (D) 500J
T2 1 T1
300 W Q1 2000 1 1000 J 600
T1 300 K
B
等 体
D
T2 200 K
V1
C
V2
V
W Q1
11
A→B为等温膨胀过程吸收热量为 :
QAB W AB
D→A为等体升压过程吸收热量为 :
p
A
等 体
T1 300 K
E CV, m T1 - T2
总的吸收热量为 :
QDA E DA
B
等 体
D
T2 200 K
p
a
2
c
1
b
V
2
O
如图，一定量的理想气体由平衡态A变到平衡 13－2 态B，且它们的压强相等，则在状态A和状态B之间，气
体无论经过的是什么过程，气体必然( B ) (A)对外作正功; (B)内能增加;
p
(C)从外界吸热;
(D)向外界放热。
TA TB E A EB E EB - E A 0
10 整个循环过程是放热的。
0.32kg的氧气作如图所示的ABCDA循环，设 13－23 V2=2V1, T1=300K, T2=200K, 求循环效率。 Q1: 循环过程中系统吸收的总热量; W: 整个循环系统对外作的净功。 p
A
等 体
W W AB WCD
V2 W AB RT1 ln V1 V1 WCD RT2 ln O V2 V2 W RT1 - T2 ln 5.76 103 J V1
C
Q1 QAB QDA WAB E DA
O
V1
V2
V
W V2 15 % RT1 ln CV,m T1 - T2 Q1 V1 m V2 m 5 4 RT1 ln RT1 - T2 3.81 10 J M V1 M 2
12
6
13－6
根据热力学第二定律( A )
(A) 自然界中的一切自发过程都是不可逆的；
(B)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；
(C) 热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温
物体传到高温物体；
(D)任何过程总是沿着熵增加的方向进行。
7
13－14 如图所示，系统从状态 A 沿 ABC 变化到状态 C 的过程中，外界有326J的热量传递给系统，同时系统对 外做功 126J。当系统从状态 C沿另一曲线 CA返回到状态 A时，外界对系统作功为 52J。则此过程中系统是吸热还 是放热？传递热量是多少？ 解: 系统从状态A沿ABC变化到状 态C的过程中吸收的热量QABC和 对外作的功WABC为: