1、 第 13章 热力学基础 一 、 简答题： 1、什么是准静态过程 ? 答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。 2、从增加内能来说，做功和热传递是等效的。但又如何理解它们在本质上的差别呢 ? 答： 做功是机械能转换为热能，热传递是热能的传递而不是不同能量的转换。 3、一系统能否吸收热量，仅使其内能变化 ? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化 ? 答： 可以吸热仅使其内能变化，只 要不对外做功。比如加热固体，吸收的热量全部转换为内能升高温度； 不能吸热使
2、内能不变，否则违反了热力学第二定律。 4、有人认为： “ 在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会改变。 ” 此说法对吗 ? 为什么 ? 答： 不对。对外做功，则内能减少，温度降低。 5、分别在 Vp 图、 TV 图和 Tp 图上，画出等体、等压、等温和绝热过程的曲线。 6、 比较摩尔定体热 容和摩尔定压热容的异同。 答案：相同点：都表示 1摩尔气体温度升高 1摄氏度时气体所吸收的热量。 不同点：摩尔定体热容是 1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高 1摄氏度时气体所吸收的热量。摩尔定压热容是 1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高 1摄氏度时气体所吸收的热量。
3、两者之间的关系为 RCC vp 7、什么是可逆过程与不可逆过程 答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过 程能不重复正过程的每一状态，或者重复正过程时必然引起其它变化。 8、简述热力学第二定律的两种表述。 答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。 克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。 9、什么是第一类永动机与第二类永动机 ? 答案：违背热力学第一定律（即能量转化与守恒定律）的叫第一类永动机，不违背热
4、力学第一定律但违背热力学第二定律的叫第二类永动机。 10、什么是卡诺循环 ? 简述卡诺定理 ? 答案：卡诺循环 有 4个准静态过程组成，其中两个是等温线，两个是绝热线。 卡诺提出在稳度为 T1的热源和稳度为 T2的热源之间工作的机器，遵守两条一下结论： （ 1）在相同的高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机，都具有相同的效率。 （ 2）工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率。 11、什么是熵增加原理 ? 答：一切不可逆绝热过程中的熵总是增加的，可逆绝热过程中的熵是不变的。把这两种情况合并在一起就得到一个利用熵来判别过程是可逆还是不可逆的判据 熵
5、增加原理。 12、可逆过程必须同时 满足哪些条件 ? 答：系统的状态变化是无限缓慢进行的准静态过程，而且在过程进行中没有能量耗散效应。 13、判断系统的循环是否为热机循环 ? 如何计算热机效率 ? 答：系统经过一个循环，如果对外做功大于对系统内部做功，即总体上系统对外做功，则循环为热机循环。热级效率等于对外做的静功除以各过程吸热量的总和，或者所有过程的吸热量减去放热量的差除以总吸热量。 二、选择题 1、对于理想气体的内能，下列说法中正确的是 ( B ): ( A ) 理想气体的内能可以直接测量的。 (B) 理想气体处于一定的状态，就有一定 的内能。 (C) 当理想气体的状态改变时，内能一定跟着
6、变化。 (D) 理想气体的内能变化与具体过程有关。 2、如图：一绝热容器被隔板 K 隔开成 ab两部分，已知 a有一稀薄气体， b内为真空。抽开隔板 K 后， a内气体进入 b，最终达到平衡状态，在此过程中 ( B ): (A) 气体对外做功，内能减少。 (B) 气体不做功，内能不变。 (C) 气体压强变小，温度降低。 (D) 气体压强变小，温度降低。 3、对于定量的理想气体，可能发生的过程是 ( A ): (A) 等压压缩，温度降低 (B) 等温吸热，体积不变 (C) 等容升温，放出热量 (D) 绝热压缩，内能不变 4、如下图所示，某同学将空的导热良好的薄金属筒开口向下压入水中，水温均 匀且
7、恒定，筒内无空气泄漏，在被淹没的金属筒缓慢下降过程中，则 ( C ): (A) 从外界吸热 (B) 内能增加 (C) 向外界放热 (D) 内能减小 5、 “ 理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功。 ”对此说法，有如下几种评论，正确的是 ( A ): (A) 不违反热力学第一 定律，但违反热力学第二定律。 (B) 不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。 (C) 不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。 (D) 违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。 6、一定量的理想气体，由平衡态 A 变化到平衡态 B(如图 )，则无论经过什么过程，系统必然 ( B ):
8、 (A) 对外做功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热 7、对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是 ( D ): (A) 先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度 (B) 先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积 (C) 先等容升温，再等压压缩，其温度一定大于起始温度 (D) 先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能 8、两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气 (均视为刚性分子理想气体 )。开始时它们的压强和温度都相同，现将 J3 热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( C )： (A) J6 (B) J
9、3 (C) J5 (D) 0J1 9、如图所示， bca为理想气体绝热过程， b1a和 b2a是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是 ( B )： (A) b1a过程放热，作负功； b2a过程放热，作负功； (B) b1a过程吸热，作负功； b2a过程放热，作负功； (C) b1a过程吸热，作正功； b2a过程吸热，作负功； (D) b1a过程放热，作正功； b2a过程 吸热，作正功； 11、一定量的理想气体经历 acb 过程时吸热 J500 ，且 ba TT ，则经历 acbda 过程时，吸热为 ( B )： (A) 1200J- (B) 700J- (C) 400J- (D)
10、 800J 12、有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的为( D )： 13、一台工作于温度分别为 C327 和 C27 的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热 J2000 ，则对外作功 ( B )： (A) J2000 (B) J1000 (C) J4000 (D) J500 14、根据热力学第二定律 ( A )： (A) 自然界中的一切自发过程都是不可逆的 (B) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程 (C) 热量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 (D) 任何过程总是沿着熵增加的方向进行 16、根据热力学第二定律，下列说法
11、正确的是 ( D )： (A) 热量可以从高温物体传给低温物体，但不可以从低温物体传给高温物体 (B) 可以从单一温热源接触作等温膨胀，吸收热量全部 对外做功 (C) 热力学过程只能沿着熵增加的方向进行 (D) 功可以全部变热，但热不以全部变成功 17、于物体内能变化，以下说法中正确的是 ( C )： (A) 物体对外做功，温度一定降低，内能一定减少 (B) 物体吸收热量，温度一定增加，内能一定增大 (C) 物体吸收热量，同时对外做功，内能可能不变 (D) 物体放出热量，同时对外做功，内能可能不变 18、恒温水池中，一个气泡缓缓向上升起，在上升过程中 ( C )： (A) 气泡的体积不变 ,内
12、能减少，放出热量 (B) 气泡的体积缩小 ,内能不变 ，放出热量 (C) 气泡的体积增大 ,内能不变，吸收热量 (D) 气泡的体积不变 ,内能增加，吸收热量 19、物体之间发生了热传递 ， 则一定是 ( D )： (A) 内能大的物体向内能小的物体传递热量 (B) 比热大的物体向比热小的物体传递热量 (C) 含热量多的物体向含热量少的物体传递热量 (D) 一个物体的分子平均动能大于另一物体的分子平均动能 20、一定质量的理想气体的状态变化过程表示在如图所示的 V-p 图上，气体先由 a状态沿双曲线经等温过程变化到 b状态，再沿与横轴平 行的直线变化到 c状态， a、 c两点位于与纵轴平行的直线
13、上，以下说法中正确的是 ( A )： (A) 由 a状态至 b状态过程中，气体放出热量，内能不变 (B) 由 b状态至 c状态过程中，气体对外做功，内能减少 (C) c状态与 a状态相比， c状态分子平均距离较大，分子平均动能较大 (D) b状态与 a状态相比， b状态分子平均距离较小，分子平均动能较小 21、中活塞将气缸分成甲、乙两气室，已知活塞连同拉杆是绝热的，且不漏气。以 甲E 、 乙E 分别表示甲、乙两气室中气体的内能，则在将拉杆缓慢向外拉的过程中 ( C )： (A) 甲E 不变 , 乙E 减小 (B) 甲E 增大 , 乙E 不变 (C) 甲E 增大 , 乙E 减小 . (D) 甲E
14、 不变 , 乙E 不变 三、填空题 1、由卡诺定理，在相同的高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机，都具有相同的 _效率 _ ，工作在高温热源和低温热源之间的一切不可逆热机的效率都不可能 _大于 _可逆机的效率 。 2、 1摩尔理想气体在等压膨胀过程中，气体吸收热量一部分 _用于对外做功 _，另一部分 _增加气体内能 _，当温度升高 C10 时比等容过程多吸收 _8.31_J的热量 。 3、压强为 1P ， 1V 的氮气，从 1T 加热到 2T ，体积不变，吸收的热量 _686J_；压强不变，吸收的热量 _960J。 4、 2mol 氮气，在温度为 300K ，压强为 Pa5101.
15、0 时，等温地压缩到 Pa5102.0 ，气体放出的热量 J3103.15- 。 5、质量为 64g 的氧气，温度从 C10 升到 C60 ， (1) 体积不变 ,气体内能改变_2077.5J _、吸收的热量 _2077.5J _； (2) 压强不变气体内能的改变_2908.5J_、吸收的热量、 _2908.5J _。 6、如图所示，一定量的的空气，从状态 a 沿直线变化到状态 b，压强和体积如图所示，其内 能的变化为 _0_，该过程所做的功 _3000J_， 吸收的热量 _3000J _。 7、 1 摩尔的单原子理想气体，从 300K 到 350K ，压强保持不变，气体吸收热_1038J_，内能增加 _623J_，做功 _415J_。 8. 如图所示，单原子某理想气体，压强随体积按线性变化，已知 a、 b两点的压强和体积 Pa5a 101.0p ， Pa5b 101.0p ， 305.0 mVa ， 31.0 mVb ，求：从ba ，气体作功 _ J3107.5 _，内能增加 _ J4101.5 _，传
