08 第8章 热力学基础.doc

第1页：过程吸热放热判断

1. 1.一定量的理想气体，从p—V图上初态a经历(1)或(2)过程到达末态b，已知a﹑b两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，问两过程中气体是吸热还是放热？

   • （A）(1)过程吸热，(2)过程放热。
   • （B）(1)过程放热，(2)过程吸热。
   • （C）两种过程都吸热。
   • （D）两种过程都放热。

2. 2.若在某个过程中，一定量的理想气体的内能E随压强p的变化关系为一直线(其延长线过E—p图的原点)，则该过程为

   • （A）等温过程。
   • （C）等容过程。
   • （B）等压过程。
   • （D）绝热过程。

3. 3．一定量理想气体，其状态在V—T图上上沿着一条直线从平衡态a改变到平衡态b（如图）。

   • （A）这是一个放热降压过程。
   • （B）这是一个吸热升压过程。
   • （C）这是一个吸热降压过程。
   • （D）这是一个绝热降压过程。

4. 4．一定量理想气体，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。

   • （A）abc过程吸热,def过程放热
   • （B）abc过程吸热,def过程放热(Ｃ)abc过程和def过程都吸热(Ｄ)abc过程和def过程都吸热5．1mol理想气体从p--V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态b。已知Ta<Tb，则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是
   • （A）Q1>Q2>0
   • （C）Q2<Q1<0
   • （E）Q1=Q2>0
   • （B）Q2>Q1>0
   • （C）Q1<Q2<0OEPOVV21VT1T2TabPVOabcPOVdefPVab(1)(2)obPaV(1)(2)O

第2页：卡诺循环与循环效率

（承上页）PVOS21SbPa′b′cc′d′adV

1. 6．一定量的理想气体，其状态改变在p—T图上沿着一条直线从平衡态a到平衡态b（如图）A.这是一个绝热压缩过程。B.这是一个等容吸热过程。C.这是一个吸热压缩过程。D.这是一个吸热膨胀过程。

2. 7．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S1和S2，则二者的大小关系是：

   • （A）S1>S2。
   • （B）S1=S2。12
   • （C）S<S。
   • （D）无法确定。

3. 8．某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：I(abcda)和II(a’b’c’d’a’),且两条循环曲线所围面积相等。设循环I的效率为η，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，循环II的效率为η′，每次循环在高温热源处吸的热量为Q′，则

   • （A）η<η’，Q<Q’。
   • （B）η<η’，Q>Q’。
   • （C）η>η’，Q<Q’。
   • （D）η>η’，Q>Q’。

4. 9.“功、热量和内能都是系统状态的单值函数”这种说法对吗？如有错请改正。

5. 10.理想气体的内能从E1增大到E2时，对应于等容﹑等压﹑绝热三种过程的温度变化是否相同？吸热是否相同？为什么？

6. 11．一定量理想气体，从p--V图上同一初态开始，分别经历三种不同的过程过度到不同的末态，但末态的温度相同，如图所示，其中A→C是绝热过程,问1在A→B过程中气体是吸热还是放热？为什么？2在A→D过程中气体是吸热还是放热？为什么？

7. 12.一定量的理想气体，由一定的初态绝热压缩到一定的体积，第一次准静态压缩，第二次非准静态压缩。试分析两次压缩的末态气体分子的平均平动动能是否相同。

8. 13.说：“系统经过一个正的卡诺循环后，系统本身没有任何变化。”乙说：“系统经过一个正的卡诺循环后，不但系统本身没有任何变化，而且外界也没有任何变化。”PTP21PT1T2OabA

第3页：热容与循环计算

（承上页）H2活塞甲和乙谁的说法正确？为什么？

1. 14．汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强E2减少了一半，则变化前后气体的内能之比=?E

2. 11.mol双原子分子理想气体从状态A(p1，V1)沿p--V图所示直线变化到状态B(p2，V2)，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。ΔQ（摩尔热容C=ΔT，其中ΔQ表示1mol物质在过程中升高温度ΔT时所吸收的热量。）

3. 16．如图所示，abcda为1mol单原子分子理想气体的循环过程，求：1气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；2气体循环一次对外做的净功；3证明TaTc=TbTd17．4×10-3Kg氢气(看作理想气体)被活塞封闭在某一一容器的下半部而与外界平衡(容器开口处有一突出边缘可防止活塞脱离，如图所示,活塞的质量和厚度可忽略)。现把2×104J的热量缓慢的传给气体，使气体逐渐膨胀。求氢气最后的压强﹑温度和体积各变为多少？（活塞外大气处于标准状态）（摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1）M

4. 18.计算理想气体自由膨胀的熵变（设有摩尔气体，其体积由V膨胀到V）。μ1219.某种气体（视为理想气体）在标准状态下的密度为ρ=0.0894kg/m3，则在常温下该气体的定压摩尔热容Cp为多少？定容摩尔热容CV等于多少？(摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1)20．1mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中1—2为直线，2—3为绝热线，3—1为等温线。已知T2=2T1，VP1V2VP1P2ABabcd12O23V(×10-3m3)P(×105Pa)P2V2PVP1V1V3123O

第4页：活塞与汽缸问题

（承上页）V3=8V1，试求：（１）各过程的功，内能增量和传递的热量；（用T1和已知常数表示）A（２）此循环的效率η。（注：循环效率η=，A为每一循环过程气体对外所做净功，Q1Q1为每一循环过程气体吸收的热量）21．1mol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Tc=600ｋ．试求：（１）ab﹑bc﹑ca各个过程系统吸收的热量；（２）经一循环系统所做的净功；（３）循环的效率。（ln2=0.693）

1. 22．如图所示，C是固定的绝热壁，D是可动活塞，C﹑D将容器分成A﹑B两部分。开始时A﹑B两室中各装入同种类的理想气体，它们的温度T﹑体积V﹑压强p均相同，并与大气压强相平衡。先对A﹑B两部分气体缓慢加热，当对A和B给予相等的热量Q以后，A室中气体的温度升高度数与B室中气体的温度升高度数之比为7:5。（１）求该气体的定容摩尔热容CV和定压摩尔热容Cp。（２）室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功？

2. 23．如图，体积为30l的圆柱形容器内有一能上下自由活动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔﹑温度为127℃的单原子分子理想气体。若容器外大气压强为1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少？（摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1）

3. 24．一侧面绝热的汽缸内盛有1mol的单原子分子理想气体。气体的温度T1=273K，活塞外气压p0=1.01×105Pa，活塞面积S=0.02m2，活塞质量m=102Kg（活塞绝热﹑不漏气且与汽缸壁的摩擦可忽略）。由于汽缸内小突起物的阻碍，活塞起初停在距汽缸底部为l1=1m处。今从底部极缓慢的加热汽缸中的气体，使活塞上升了l2=0.5m的一段距离如图所示。试通过计算指出：T(K)V(10-3m3)O12abcABCD活塞QSP0l2l1

第5页：汽缸活塞做功

（承上页）(1)汽缸中的气体经历的是什么过程？(2)汽缸中的气体在整个过程中吸了多少热量？

1. 25．一汽缸内盛有一定量的刚性双原子分子理想气体，汽缸活塞的面积S=0.05m2，活塞与汽缸壁之间不漏气，摩擦忽略不计。活塞右侧通大气，大气压强p0=1.0×105Pa。倔强系数k=5×104N/m的一根弹簧的两端分别固定于活塞和一固定板上（如图）。开始时汽缸内气体处于压强﹑体积分别为p1=p0=1.0×105Pa,V1=0.015m3的初态。今缓慢加热汽缸，缸内气体缓慢的膨胀到V2=0.02m3。求：在此过程中气体从外界吸收的热量。20v26．1mol单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环,联结两点的曲线III的方v200程为p=p，a点的温度为T。1Q（１）试以T0,R表示过程中吸收的热量。（２）求此循环的效率。Q2（提示：循环效率的定义式η=1-，Q1为循环中气体吸收的热量，Q2为循环中气体放出的热量。）p0P1V1T1ⅢⅠⅡPP09P00VVabc