熱力學考試題

1、1、克勞修斯等式與不等式：QQ2： 0。T1T22、 可逆熱力學過程:.罕=0 ,不可逆熱力學過程罕"3、 熱力學基本方程：dU二TdS pdV。理想氣體的熵函數(shù) S :S 二 nCV lnT nRlnV S0 ；S = nCp lnT - nRin p So。5、吉布斯函數(shù) 的全微分dH 二TdS Vdp ； dG SdT Vdp ； dF SdT - pdV ； dU 二 TdS- pdV6、麥氏關系：VP s宮空丿s «s L7、開系的熱力學基本方程：dU二TdS- pdVdn8單元系的復相平衡條件：八9、準靜態(tài)過程外界對氣體所作的 功：dW-pdV，外界對氣體所作的

2、功是個過程量10、絕熱過程中內能 U是一個態(tài)函數(shù)：w=Ub-Ua11、 定壓熱容比：Cp = fH；定容熱容比：Cv/孚邁耶公VcT丿p5丿v式：Cp - CV = nR7-412、 絕熱過程的狀態(tài)方程：pV -const ； TV = const ； ±- = const。13、熱力學系統(tǒng)平衡狀態(tài)的 四種參量：幾何參量、力學參量、化學參量和電磁參量。14、熱力學第零定律：如果兩個物體各自與第三個物體達到熱平衡，它們彼此也處在熱平衡.15、熱力學第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消滅也不能創(chuàng)造，只能從一種形式轉換成另一種形式，在轉換過程中能量的總量保持恒定； 熱力

3、學表達式：Ub Ua二W Q ； 微分形式：dU二dQ dW16、熱力學第二定律：克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起其他變化（表明熱傳導過程是不可逆的）；開爾文（湯姆孫）表述：不可能從單一熱源吸收熱量使之完 全變成有用的功而不引起其他變化（表明功變熱的過程是不可逆的）；17、焦耳定律：氣體的內能只是溫度的函數(shù)，與體積無關，即U =U （T）。18、無摩擦的準靜態(tài)過程 是可逆過程。19、熵增加原理：系統(tǒng)經過可逆絕熱過程后熵不變，經過不可逆 絕熱過程后熵增加，在絕熱條件下熵減少的過程是不可能實現(xiàn)的。熵增加原理用來判斷過程進行的方向和限度。20、 孤立系統(tǒng)處在穩(wěn)定平衡態(tài)的充要條

4、件是： 飛：0 ；等溫等容 系統(tǒng)處在穩(wěn)定平衡態(tài)的充要條件是： F 0;等溫等壓系統(tǒng)處在 穩(wěn)定平衡態(tài)的充要條件是：厶G 0。21、獲得低溫的方法主要有 節(jié)流過程和絕熱膨脹過程；節(jié)流過程前后氣體的溫度發(fā)生了變化， 這個效應稱之為：焦耳-湯姆孫效 應；22、寫出焓、自由能、吉布斯函數(shù)的定義式及微分表達式答：焓的定義H=U+PV焓的全微分dH=TdS+Vdp自由能的定義 F=U-TS,自由能的全微分 dF=-SdT-PdV；吉布斯函數(shù)的定義 G=U-TS+PV吉布斯函數(shù)的全微分dG二 SdT+VdP23、試說明應用經典能量均分定理 求得的理想氣體的內能和熱容 量中哪些結論與實驗不符 （至少例舉三項）。

5、答：第一、原子內的電子對氣體的熱容量為什么沒有貢獻；第二、雙原子分子的振動在常溫范圍內為什么對熱容量沒有貢獻；第三、低溫下氫的熱容量所得結果與實驗不符。這些結果都要用量子理論才能解釋。24、判斷孤立系統(tǒng)是否處于平衡態(tài)的基本原則以及熵判據 。答：基本原則：可以設想系統(tǒng)圍繞該狀態(tài)發(fā)生各種可能的虛變動， 而比較由此引起熱力學函數(shù)的變化，根據熱力學函數(shù)處在平衡態(tài)時的性質來判斷系統(tǒng)的狀態(tài)。熵判據的內容：孤立系統(tǒng)的熵永不減少，過程進行時熵增加，直到熵達到最大值，系統(tǒng)處于平衡 態(tài)。因此孤立系統(tǒng)/處在穩(wěn)定平衡狀態(tài)的必要和充分條件為：1 2S 二、S2S : 0。225、 能量均分定理？：對于處在溫度為 T的平

6、衡狀態(tài)的經典系 統(tǒng)，粒子能量中的每一個平方項的平均值等于丄kT。26、卡諾定理：卡諾定理指出：所有工作于同樣高溫熱源和低溫熱源的卡諾機，以可逆的卡諾機的效率為最大，可一任。27、吉布斯函數(shù) 的定義及其物理意義：吉布斯函數(shù)定義為：G =U -TS PV。吉布斯函數(shù)是一個態(tài)函數(shù)，它的變化可以用可逆 的等溫？等壓過程中的除體積功以外的功來量度。28、統(tǒng)計物理基本假設：統(tǒng)計物理基本假設是就是等概率原理 ， 即孤立系統(tǒng)平衡態(tài)時各種可能的微觀態(tài)出現(xiàn)的概率均等。29、簡述熱力學平衡態(tài)：孤立系統(tǒng)，不論其初態(tài)如何復雜，經過 足夠長的時間后，將會達到各種宏觀性質長時間內不隨時間變化 的狀態(tài)，這樣的狀態(tài)叫熱力學平衡態(tài)。30、 自由能的定義及其物理意義：自由能的定義 F二U -TS。自由能是個態(tài)函數(shù)，它的變化可以用可逆等溫過程中的功來量度。31、等概率原理：孤立系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，所有可能出現(xiàn)的微觀 態(tài)的概率均相等。32、為什么在 熵和體積不變的情況下，平衡態(tài)的內能最?。坑蔁崃W第二定律有：dU空Td