《大學物理學》熱力學基礎練習題

1、1大學物理學熱力學基礎一、選擇題13-1.如圖所示，bca為理想氣體的絕熱過程，和b2日是任意過程，則上述兩過程中氣體做功與吸收熱量的情況是(A) b2過程放熱、作負功，b2a過程放熱、作負功:(B)過程吸熱、作負功，b2ai±程放熱、作負功:(C) 5日過程吸熱、作正功，b2a過程吸熱、作負功;(D) 5a過程放熱、作正功，b2a過程吸熱、作正功。#13-2.如圖，一定最的理想氣體，由平衡態(tài)力變到平衡態(tài)3,且他們的壓p強相等，即PA = PB。問在狀態(tài)力和狀態(tài)B之間，氣體無論經(jīng)過的是什么過程，氣體必然(A) 對外作正功；(B)內(nèi)能增加：(C)從外界吸熱：(D)向外界放熱。13-3.

2、兩個相同的剛性容器，一個盛有氫氣，一個盛氨氣(均視為剛性理想氣體)，開始時它 們的壓強和溫度都相同，現(xiàn)將3J的熱最傳給氨氣，使之升高到一定的溫度，若氫氣也升高 到同樣的溫度，則應向氫氣傳遞熱量為(A) 6 J： (B) 3J :(C) 5J；(D) 10 J «13-4.有人想象了如圖所示的四個理想氣體的循環(huán)過程，則在理論上可以實現(xiàn)的是13-5. 一臺工作于溫度分別為327-C和27°C的高溫熱源與低溫熱源之間的卡諾熱機，每經(jīng)歷 一個循環(huán)吸熱2000J,則對外做功(A) 2000 J ；(B) 1000 J ；(C) 4000 J ；(D) 500 幾13-6.根據(jù)熱力學第

3、二定律(A) 自然界中的一切自發(fā)過程都是不可逆的:(B) 不可逆過程就是不能向相反方向進行的過程;(C) 熱量可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體:(D) 任何過程總是沿爛增加的方向進行。7.如圖所示為一定量的理想氣體的p-V圖，由圖可得出結(jié)論(A)是等溫過程；(B) Ta > Tb (C)(D) Ta = TB.13-2.對于室溫下定體摩爾熱容= 2.5R的理想氣體，在等圧膨脹的情況 下，系統(tǒng)對外做功與從外界吸收的熱星Z比W/0等于(A) 1/3；(B) 1/4；(C) 2/5 :(D) 2/7。13-9.氣缸內(nèi)儲有2.0mol的空氣，溫度為27°C,若使

4、空氣的體積等壓膨脹到原來的3倍， 則因為空氣而對外界所作的功為(A) 897；(B) 4986 J :(C) 9972 J :(D) 14958 Jo10. 一定最的理想氣體，處在某一初始狀態(tài)，現(xiàn)在要使它的溫度經(jīng)過一系列狀態(tài)變化后回到 初始狀態(tài)的溫度，可能實現(xiàn)的過程為(A) 先保持壓強不變而使它的體積膨脹，接著保持體積不變而增大壓強：(B) 先保持斥強不變而使它的體積減小，接著保持體積不變而減小床強：(C) 先保持體積不變而使它的壓強增大，接著保持壓強不變而使它體積膨脹；(D) 先保持體積不變而使它的壓強減小，接著保持壓強不變而使它體積膨脹。笛.氣體的定圧摩爾熱容Cp大于定體摩爾熱容G，其主要

5、原因是(A)膨脹系數(shù)不同；(B)溫度不同；(C)氣體膨脹需作功；(D)分子引力不同。12圧強、體積和溫度都相同(常溫條件)的氧氣和氨氣在等壓過程中吸收了相等的熱量， 它們對外作的功之比為(A) 1:1；(B) 5:9；(C) 5:7；(D)9:5。13. 縻爾單原子理想氣體，從初態(tài)溫度7；、丿卡強°、體積，準靜態(tài)地等溫床縮至體積冬， 外界需作多少功？(A) R7hi 匕:(B) A 7 ln-； (C) "1(冬j 斤)； (D)必冬一卩“214. 對于理想氣體系統(tǒng)來說，在下列過程中，那個過程系統(tǒng)所吸收的熱星、內(nèi)能的增星和對外做功三者均為負值(A)等容降圧過程:(B)等溫膨

6、脹過程；(C)等壓壓縮過程：(D)絕熱膨脹過程。1345如圖所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷ACBH程時吸熱700 J,則經(jīng)歷ACBDA過程時吸熱為(A) 700 J： (B) -700 J： (C) 500 J； (D) -500 J.任3.“理想氣體和單一熱源接觸做等溫膨脹時，吸收的熱量全部用來對外做功”。對此說法，有以下幾種評論，哪個正確？(A) 不違反熱力學第一定律，但違反熱力學第二定律：(B) 不違反熱力學第二定律，但違反熱力學第一定律：(C) 不違反熱力學第一定律，也不違反熱力學第二定律；(D) 違反熱力學第一定律，也違反熱力學第二定律，17. 在圖上有兩條曲線abc和adc.由此可以得

7、出以下結(jié)論：(A) 其中一條是絕熱線，另一條是等溫線：(B) 兩個過程吸收的熱量相同；(C) 兩個過程中系統(tǒng)對外作的功相等：(D) 兩個過程中系統(tǒng)的內(nèi)能變化柑同。18. 理想氣體卡諾循環(huán)過程的兩條絕熱線下的而積大小(圖中陰影部分)分別為§和，則兩者的大小關(guān)系為：(A) S>S“ (B) §vS2： (C) q = S?； (D)無法確定。13-4.關(guān)于可逆過程和不可逆過程有以下兒種說法：(1)可逆過程一定是準靜態(tài)過程：(2)準靜態(tài)過程一定是可逆過程:p/Q.05 Pa)(J(3) 對不可逆過程，一定找不到另一過程使系統(tǒng)和外界同時復原;(4) 非靜態(tài)過程一定是不可逆過程

8、。以上兒種說法，正確的是：(A) (1) (2) (3)；(B) (2) (3) (4)；(C) (1) (3) (4)；(D) (1) (2) (3) (4)。13-5. 一絕熱容器被隔板分為兩半，一半是為真空，一半為理想氣體，若抽 去隔板，氣體將自由膨脹，達到平衡后(A)溫度不變，爛增加；(B)溫度升高，爛增加；(C)溫度降低，爛增加；(D)溫度不變，爛不變。二、填空題1有1巾8剛性雙原子分子理想氣體，在等壓膨脹中對外做功"，則其溫度變化AT =V從外界吸收的熱量Q, =o2.有"單原子分子理想氣體，從狀態(tài)力(刃，, G變化至狀態(tài)B(p2 , Vr巧)，如圖所示，則此過

9、程氣體對外做功"=；吸收熱量0 = O13-7.如圖所示，一定量理想氣體經(jīng)歷一循環(huán)過程，則該氣體在循環(huán)過程中吸熱和放熱的情況是：1->2過程：, 2-3過程：, 3>1 過程：o4.如圖所示，一理想氣體系統(tǒng)由狀態(tài)a沿“方到達狀態(tài)b,系統(tǒng)吸收01234熱量350，而系統(tǒng)做功為130。(1)經(jīng)過過程a必，系統(tǒng)對外做功40 J,則系統(tǒng)吸收的熱S Qi =(2)當系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線加返回狀態(tài)d時，外界對系統(tǒng)做功為60 <7,則系統(tǒng)吸收的熱量02=13-8.如圖所示，一定量的空氣由狀態(tài)力沿直線月3變化到狀態(tài)則此過程氣體所作的功"=2 1若保持床強不變，需要熱量為，對

10、外作功為13-13. 一壓強為10s Pa，體積為IO'3 m3的氧氣自27°C加熱到127°C, (1)(2)若保持體積不變，需要熱量為,對外作功為4,48.如圖，使1mol的氧氣(1)由力等溫地變到3, (1)氧氣所作的功“L焦耳，吸收熱量Q=焦耳；(2)由人等體地變到C,再由C等體地變到B,氧氣所作的功必二焦耳，吸收熱量焦耳。13-21. 1mol的氫氣在溫度為300K,體積為0.025m3的狀態(tài)下經(jīng)過 -個熱力學過程變?yōu)樵瓉眢w積的兩倍，(1)若熱力學過程是等斥膨脹，氫氣吸收的熱最，對外作功殲=: (2)若熱力學過程是等溫膨脹，氫氣吸收的熱重Q=,對外作功二:

11、(3)若熱力學過程是絕熱膨脹，氫氣吸收的熱量0二9.如圖所示，容器中間為隔板，左邊為理想氣體，右邊為真空。今災然抽上隔.板，則系統(tǒng)對外作功“ =O 10.有“縻爾理想氣體，作如圖所示的循環(huán)過程cicba,其中a”為半圓弧,bd為等壓過程，pc=2p在此循環(huán)過程中氣體凈吸收熱量為Q2,7； - 0。（填：、 或=）。笛.一可逆卡諾機的高溫熱源溫度為127°C,低溫熱源溫度為27aC,其每次循環(huán)對外做的凈功為8000/則此熱機的效率為 ,從高溫熱源吸收的熱量。今維持低溫熱源溫度不變，提高高溫熱源的溫度，使其每次循環(huán)對外做的凈功為10000J,若兩個卡諾 循環(huán)都工作在相同的兩條絕熱線之間。

12、則第二個熱循環(huán)機從高溫熱源吸收的熱量，其效率為 ,高溫熱源的溫度為 o 13»9某人每天大約向周鬧環(huán)境散發(fā)8xl06 J熱臺，若該人體溫為310K,周圍環(huán)境溫度為300K,忽略該人每天進倉帶到體內(nèi)的爛，則他每天的爛變?yōu)橹車h(huán)境每天的爛變?yōu)镴 L :該人與環(huán)境每天的總爛變?yōu)镴-L。三.計算題13-14.如圖所示，系統(tǒng)從狀態(tài)力沿&BC變化到狀態(tài)C的過程中，外界有326 J的熱量傳遞 給系統(tǒng)，同時系統(tǒng)對外作功126 Jo當系統(tǒng)從狀態(tài)C沿另一曲線C&返回到狀態(tài)力時，外界I對系統(tǒng)作功52 J,則此過程中系統(tǒng)是吸熱還是放熱?913-17.空氣由圧強為1.52xlO5P«,體積為5.0xl0-3n?3的狀態(tài)等溫膨脹到圧強為1.01xi05Fn, 然后再經(jīng)等斥壓縮到原來的體積。計算空氣所作的功。13-23. 0.32kg的氧氣作如圖所示的ABCDA循環(huán)，設冬= 2"，7>300 K, T2 = 200 K,求 循環(huán)的效率。1,24如圖所示是某單原子理想氣體循環(huán)過程的V-T圖，圖中冬=2乙，問（1）圖中所示 循環(huán)是代表制冷機還是熱機？ （2）如果是正循環(huán)（熱機循環(huán)），求出循環(huán)效率。13-25. 一熱機低溫熱源溫度為7°C,效率為40%,若將其效率提高到50%,則高溫熱源提高了多少？13-27. 一小型熱電