南華物理練習(xí)第06章答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第六章 熱力學(xué)基礎(chǔ)練 習(xí) 一一. 選擇題1. 一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，另一半是理想氣體，若把隔板抽出，氣體將進(jìn)行自由膨脹，達(dá)到平衡后（ A ） (A) 溫度不變，熵增加； (B) 溫度升高，熵增加；(C) 溫度降低，熵增加； (D) 溫度不變，熵不變。 2. 對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在下列過(guò)程中，哪個(gè)過(guò)程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外作做的功三者均為負(fù)值。（ C ） (A) 等容降壓過(guò)程； (B) 等溫膨脹過(guò)程； (C) 等壓壓縮過(guò)程； (D) 絕熱膨脹過(guò)程。ppVVOOabc(1)(2)def圖13. 一定量的理想氣體，分別經(jīng)歷如圖1(1)所示的ab

2、c過(guò)程(圖中虛線ac為等溫線)和圖1(2)所示的def過(guò)程(圖中虛線df 為絕熱線) 。 判斷這兩過(guò)程是吸熱還是放熱：（ A ）(A) abc過(guò)程吸熱，def過(guò)程放熱；(B) abc過(guò)程放熱，def 過(guò)程吸熱；(C) abc過(guò)程def過(guò)程都吸熱；(D) abc過(guò)程def過(guò)程都放熱。··OABVp圖.24. 如圖2，一定量的理想氣體，由平衡狀態(tài)A變到平衡狀態(tài)B(=)，則無(wú)論經(jīng)過(guò)的是什么過(guò)程，系統(tǒng)必然（ B ） (A) 對(duì)外做正功； (B) 內(nèi)能增加；(C) 從外界吸熱； (D) 向外界放熱。二.填空題1. 一定量的理想氣體處于熱動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí)，此熱力學(xué)系統(tǒng)不隨時(shí)間變化的三個(gè)宏觀

3、量是P V T，而隨時(shí)間變化的微觀量是每個(gè)分子的狀態(tài)量。 2. 一定量的單原子分子理想氣體在等溫過(guò)程中，外界對(duì)它做功為200J，則該過(guò)程中需吸熱_-200_ _J。3. 一定量的某種理想氣體在某個(gè)熱力學(xué)過(guò)程中，外界對(duì)系統(tǒng)做功240J，氣體向外界放熱620J，則氣體的內(nèi)能 減少，(填增加或減少)，= -380 J。4. 處于平衡態(tài)A的熱力學(xué)系統(tǒng)，若經(jīng)準(zhǔn)靜態(tài)等容過(guò)程變到平衡態(tài)B，將從外界吸熱416 J，若經(jīng)準(zhǔn)靜態(tài)等壓過(guò)程變到與平衡態(tài)B有相同溫度的平衡態(tài)C，將從外界吸熱582 J，所以，從平衡態(tài)A變到平衡態(tài)C的準(zhǔn)靜態(tài)等壓過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外界所做的功為 582-416=166J 。三.計(jì)算題1. 一定量氫

4、氣在保持壓強(qiáng)為4.00×Pa不變的情況下，溫度由0 升高到500時(shí)，吸收了6.0×104 J的熱量。(1) 求氫氣的摩爾數(shù)? (2) 氫氣內(nèi)能變化多少? (3) 氫氣對(duì)外做了多少功?(4) 如果這氫氣的體積保持不變而溫度發(fā)生同樣變化、它該吸收多少熱量? 解： （1）由 得 （2） （3） （4）2. 一定量的理想氣體，其體積和壓強(qiáng)依照=的規(guī)律變化，其中為常數(shù)，試求：(1) 氣體從體積膨脹到所做的功；(2)體積為時(shí)的溫度與體積為時(shí)的溫度之比。(1)：(2): 3. 一熱力學(xué)系統(tǒng)由如圖3所示的狀態(tài)a沿acb過(guò)程到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，吸收了560J的熱量，對(duì)外做了356J的功。(1) 如

5、果它沿adb過(guò)程到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，對(duì)外做了220J的功，它吸收了多少熱量?圖3(2) 當(dāng)它由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)它做了282J的功，它將吸收多少熱量？是真吸了熱，還是放了熱?解： 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 （1）a沿acb過(guò)程達(dá)到狀態(tài)b，系統(tǒng)的內(nèi)能變化是： 由于內(nèi)能是狀態(tài)系數(shù)，與系統(tǒng)所經(jīng)過(guò)的過(guò)程無(wú)關(guān)系統(tǒng)由a沿acb過(guò)程到達(dá)狀態(tài)b時(shí)系統(tǒng)吸收的熱量是：（2）系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線ba返回狀態(tài)a時(shí)，系統(tǒng)的內(nèi)能變化：即系統(tǒng)放出熱量486第六章 熱力學(xué)基礎(chǔ)練 習(xí) 二一. 選擇題PVV1V2OABCDF圖11. 如圖1所示，一定量的理想氣體從體積膨脹到體積分別經(jīng)歷的過(guò)程是：A®B等壓過(guò)程, A

6、®C等溫過(guò)程,A®D絕熱過(guò)程。其中吸熱最多的過(guò)程 （ A ）(A) 是A®B； (B) 是A®C； (C) 是A®D；(D) 既是A®B，也是A® C，兩者一樣多。2. 用公式 (式中為定容摩爾熱容量，為氣體摩爾數(shù)),計(jì)算理想氣體內(nèi)能增量時(shí)，此式（ D ） (A) 只適用于準(zhǔn)靜態(tài)的等容過(guò)程； (B) 只適用于一切等容過(guò)程；(C) 只適用于一切準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程； (D) 適用于一切始末態(tài)為平衡態(tài)的過(guò)程。3. 用下列兩種方法: (1) 使高溫?zé)嵩吹臏囟壬撸?(2) 使低溫?zé)嵩吹臏囟冉档屯瑯拥闹担謩e可使卡諾循環(huán)的效率升高和，兩者相比

7、: （ B ）(A) > ； (B) >； (C) = ； (D) 無(wú)法確定哪個(gè)大。二. 填空題1. 同一種理想氣體的定壓摩爾熱容大于定容摩爾熱容， 其原因是 除了增加內(nèi)能還需對(duì)外做功 。2. 常溫常壓下，一定量的某種理想氣體(視為剛性分子，自由度為)，在等壓過(guò)程中吸熱為Q，對(duì)外做功為A，內(nèi)能增加為， 則A/Q = ， DE/Q = 。 PVOabc圖23.一卡諾熱機(jī)(可逆的)，低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7，熱機(jī)效率40%，其高溫?zé)嵩礈囟葹?。今欲將熱機(jī)效率提高為50%，若低溫?zé)嵩幢３植蛔儯瑒t高溫?zé)嵩吹臏囟仍黾?。4.如圖2所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷a®b®c過(guò)程， 在

8、此過(guò)程中氣體從外界吸收熱Q，系統(tǒng)內(nèi)能變化DE， 請(qǐng)?jiān)谝韵驴崭駜?nèi)填上>0或<0或=0。 Q >0 ， DE >0 。三. 計(jì)算題 外力圖31. 如圖3所示兩端封閉的水平氣缸，被一可動(dòng)活塞平分為左右兩室，每室體積均為，其中裝有溫度相同、壓強(qiáng)均為的同種理想氣體，現(xiàn)保持氣體溫度不變，用外力緩慢移動(dòng)活塞(忽略摩擦)，使左室氣體的體積膨脹為右室的2倍，問(wèn)外力必須做多少功？ 解：， P(Pa)V(m3)400300200100426ABCO圖42. 比熱容比 = 1.40的理想氣體，進(jìn)行如圖4所示的ABCA循環(huán)，狀態(tài)A的溫度為300K。 (1)求狀態(tài)B、C的溫度；(2)計(jì)算各過(guò)程中氣

9、體吸收的熱量、氣體所做的功和氣體內(nèi)能的增量。得：等體過(guò)程，等壓過(guò)程圖5 3. 如圖5為一循環(huán)過(guò)程的TV圖線。該循環(huán)的工質(zhì)是mo1的理想氣體。其和均已知且為常量。已知a點(diǎn)的溫度為，體積為，b點(diǎn)的體積為，ca為絕熱過(guò)程。求：(1) c點(diǎn)的溫度；(2) 循環(huán)的效率。解： （1）c a為絕熱過(guò)程， （2）a b等溫過(guò)程，工質(zhì)吸熱bc為等容過(guò)程，工質(zhì)放熱為 循環(huán)過(guò)程的效率 第六章 熱力學(xué)基礎(chǔ)練 習(xí) 三一. 選擇題S1S2PVO圖11. 理想氣體卡諾循環(huán)過(guò)程的兩條絕熱線下的面積大小(圖1中陰影部分)分別為S1和S2 ，則二者的大小關(guān)系是（ B ）(A) S1 > S2 ； (B) S1 = S2 ；

10、(C) S1 < S2 ； (D) 無(wú)法確定。2. 在下列說(shuō)法中，哪些是正確的？（ C ）(1) 可逆過(guò)程一定是平衡過(guò)程；(2) 平衡過(guò)程一定是可逆的；(3) 不可逆過(guò)程一定是非平衡過(guò)程；(4) 非平衡過(guò)程一定是不可逆的。(A) (1)、(4) ； (B) (2)、(3) ； (C) (1)、(2)、(3)、(4) ； (D) (1)、(3) 。3. 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知（ D ） (A) 功可以全部轉(zhuǎn)換為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功；(B) 熱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；(C) 不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程；(D) 一切自發(fā)過(guò)程都是不可逆的。4.“

11、理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外做功”。對(duì)此說(shuō)法，有以下幾種評(píng)論，哪種是正確的？（ C ）(A) 不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律；(B) 不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律；(C) 不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律；(D) 違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律。二. 填空題1. 如圖2的卡諾循環(huán):(1)abcda，(2)dcefd，(3)abefa，其效率分別為: = 1/3 ， = 1/2 ，= 2/3 。 2. 卡諾致冷機(jī)，其低溫?zé)嵩礈囟葹門2=300K，高溫?zé)嵩礈囟葹門1=450K，每一循環(huán)從低溫?zé)嵩次鼰酫2=400J，已知該

12、致冷機(jī)的致冷系數(shù)=Q2/A=T2/(T1T2) (式中A為外界對(duì)系統(tǒng)做的功)，則每一循環(huán)中外界必須做功A= 200J 。3. 1 mol理想氣體(設(shè)g = Cp / CV為已知)的循環(huán)過(guò)程如圖3的TV圖所示，其中CA為絕熱過(guò)程，A點(diǎn)狀態(tài)參量(T1，V1)和B點(diǎn)的狀態(tài)參量(T1，V2)為已知，試求C點(diǎn)的狀態(tài)量:Vc=，Tc=，Pc=。pVT02T03T0Oabcdef圖2ABCOTV圖3三. 計(jì)算題1. 一熱機(jī)在1000K和300K的兩熱源之間工作，如果 (1) 高溫?zé)嵩刺岣邽?100K；(2) 低溫?zé)嵩唇档蜑?00K，從理論上說(shuō)，熱機(jī)效率各可增加多少?為了提高熱機(jī)效率哪一種方案為好?熱機(jī)在1000K和300K的兩熱源之間工作，解: 高溫?zé)嵩刺岣邽?100K：，效率提高：低溫?zé)嵩唇档蜑?00K： ，效率提高：提高熱機(jī)效率降低低溫?zé)嵩吹臏囟鹊姆桨笧楹?。T(K)V(10-2m2)