第6章 热力学基础练习题(大学物理11)

图1 06章
一、填空题
1、热力学第二定律的微观实质可以理解为：在孤立系统内部所发生的不可逆过程，总是沿着熵 的方向进行。

2、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了_____________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了__________的过程是不可逆的。

3．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J ，气体向外界放热620J ，则气体的内能 (填增加或减少)，E 2—E 1= J 。

4．一定量的理想气体在等温膨胀过程中，内能 ，吸收的热量全部用于 。

5．一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，对外做功120J ，气体的内能增量为280J ，则气体从外界吸收热量为 J 。

6、在孤立系统内部所发生的过程，总是由热力学概率 的宏观状态向热力学概率 的宏观状态进行。

7、一定量的单原子分子理想气体在等温过程中,外界对它作功为200J.则该过程中需吸热_______J 。

8、一定量的气体由热源吸收热量526610J ⋅⨯,内能增加5
41810J ⋅⨯,则气体对外作 功______J 。

9、工作在7℃和27℃之间的卡诺致冷机的致冷系数为 ，工作 在7℃和27℃之间的卡诺热机的循环效率为 。

10、2mol 单原子分子理想气体,经一等容过程后,温度从200K 上升到500K,则气体吸收的热量为_____J 。

11、气体经历如图1所示的一个循环过程，在这个循环中，
外界传给气体的净热量是 J 。

12、一热机由温度为727℃的高温热源吸热，向温度为
527℃的低温热源放热。

若热机可看作卡诺热机，且每一
循环吸热2000J,则此热机每一循环作功 J 。

13、1mol 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。

（摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1）
二、选择题
1、下列说法正确的是：[ ]
（A）孤立系统中的可逆过程，其熵不变；孤立系统中的不可逆过程，其熵要增加；
（B）一切系统状态的改变，系统的熵都要增加；
（C）一切系统状态的改变，系统的熵减少；
（D）孤立系统处于平衡态时，系统的熵趋于最大值，系统的无序度最低。

2、一摩尔的单原子分子理想气体，在一个大气压的恒压下，从0ºC被加热到100ºC,此时气体增加的内能约为[ ]
（A）3.2J; (B) 46J; (C) 120J; (D)1250J。

3、5
R
2是[ ]
（A）理想气体定体摩尔热容；
（B）双原子分子理想气体定体摩尔热容；
（C）刚性双原子分子理想气体定体摩尔热容；（D）气体定体摩尔热容。

4、1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为[ ]
（A）
RT
2
3
；（B）
kT
2
3
；
（C）
RT
2
5
；（D）
kT
2
5。

5、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）100% （D）75% 。

6、对于室温下定体摩尔热容
.V m
C为2.5R的理想气体，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）1/3 （B）1/4 （C）2/5 (D) 2/7。

7、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
图2
外作的功三者均为负值的过程 [ ]
（A ）等容降压过程； (B)等温膨胀过程；
(C)等压压缩过程； （D)绝热膨胀过程。

8、根据热力第二定律可知 [ ]
（A ）功可以全部换为热,但热不能全都转换为功；
（B)热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；
(C)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；
（D ）一切自发过程都是不可逆的。

9、设热源的绝对温度是冷源的绝对温度的n 倍,则在一个卡诺过程中,气体将把从热源得到的热量1Q 中的多少传递给冷源? [ ]
(A) 1nQ ； (B) 1(n 1)Q -；
(C) 1Q n
； (D) 1Q n 1-。

10、一理想气体初始温度为T,体积为V,此气体由初始状态经绝热膨胀到体积为2V;又经等容升温到温度为T,最后经等温压缩恢复到体积V.则此过程中 [ ]
(A) 气体向外界放热； (B)气体对外界做功； (C) 气体内能增加； (D)气体内能减少。

11、如图2所示，1mol 理想气体从状态A 沿直线到达B,
21212,2p p V V ,则此过程系
统做的功和内能的变化为 [ ] （A ）W>0,ΔE>0 ；(B) W<0,ΔΕ<0
(C)W>0,ΔE ＝0 ；（D ）W<0，ΔΕ>0。

三、判断题 1、第二永动机是不可能实现的。

（ ）
2、内能的增量21V,m 21M E E C (T T )μ-=
-只适用于理想气体准静态过程。

（ ）
图3 3、平衡过程一定是可逆过程。

（ ）
4、第一永动机是可能实现的。

（ ）
5、系统经历一个循环过程后，它的内能为零。

（ ）
6、孤立系统的一切自发过程都是向着熵增大的方向进行。

（ ）
7、功2
V 1V w pdv =⎰的适用范围是理想气体准静态过程。

（ ）
8、一切自然过程都是不可逆过程。

（ ）
9、在等体过程中系统所做的功为零。

（ ）
10、
5R 2
是刚性双原子分子理想气体定体摩尔热容。

（ ）
四、解答题
1、如图3表示一氮气循环过程，求一次循环过程气体对外
做的功和循环效率。

2、64g 氧气（可看成刚性双原子分子理想气体）的温度由0℃升至50℃，〔1〕保持体积不变；(2)保持压强不变。

在这两个过程中氧气各吸收了多少热量?各增加了多少内能？对外各做了多少功？
3、 一定量氢气在保持压强为4.00×510Pa 不变的情况下，温度由000C ⋅升高到0
500C ⋅时，吸收了6.0×410 J 的热量。

(1) 求氢气的量是多少摩尔?
(2) 求氢气内能变化多少?
(3) 氢气对外做了多少功?
4、一热力学系统由如图4所示的状态a 沿acb 过程到达状态b 时，吸收了560J 的热量，对外做了356J 的功。

(1) 如果它沿adb 过程到达状态b 时，对外做了220J 的功，它吸收了多少热量?
(2)当它由状态b 沿曲线ba 返回状态a 时，外界对它做了282J 的功，它将吸收多少
图 5
图4
图6 热量？是真吸了热，还是放了热?
5、一台家用冰箱，放在气温为300K 的房间内，做一盘—13℃的冰块需从冷冻室取走52.0910J ⨯的热量。

设冰箱为理想卡诺致冷机。

（1）做一盘冰块所需要的功是多少？
（2）若此冰箱能以212.0910J s -⨯⋅的速率取出热量，求做一盘冰块需多少时间？此冰箱的电功率是多少瓦？
6、使一定质量的理想气体的状态按图5中的曲线沿箭头所示的方向发生变化，图线的BC 段是以P 轴和V 轴为渐近线的双曲线。

（1）
已知气体在状态A 时的温度A T ＝300K ，求气
体在B ，C 和D 状态时的温度。

（2）从A 到D 气体所做的总功是多少？
（3）ABCD 过程中气体的内能增量是多
少？
（4）ABCD 过程中气体所吸收的热量各是
多少？
7、一定量的某种理想气体进行如图6所示的循环过程。

已知气体在状态A 的温度为027A t C =。

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，内能的改变量和气体从外界吸
收的总热量。

图7
8、如图7为一循环过程的T —V 图线。

该循环的工质是γ mo1的理想气体。

其,V m C 和γ均已知且为常量。

已知a 点的温度为1T ，体积为1V ，b 点的体积为2V ，
ca 为绝热过程。

求：
(1) c 点的温度；
(2) 循环的效率。

第6章
一、填空题
1、增大；
2、功热转换，热传导；
3、减少，-380；
4、不变，对外做功；
5、400；
6、较小，较大；
7、－200；
8、5
1.5210J -⨯； 9、14 , 6.67% 。

10、7479 ； 11、90J ；12、400； 13、1246.5。

二、选择题
1、（A ）；
2、(D)；
3、（C ）；
4、（C ）；
5、（B ）；
6、(D)；
7、(C)；
8、（D ）；
9、(C)； 10、(A)； 11、(C)。

三、判断题
1、∨ ；
2、∨；
3、×；
4、 ×；
5、×；
6、∨；
7、×；
8、∨；
9、∨；10、∨。