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1、1热力学基础练习与答案第一次 热力学基础练习与答案 班 级 _ 姓 名 _ 班内序号 _ 一、选择题 1. 如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2分别经历的过程 是：AB等压过程，AC等温过程；AD绝热过程，其中吸热量最 多的过程 p (A) 是AB. A B (B) 是AC. C D (C) 是AD. V (D) 既是AB也是AC, 两过程吸热一样多。 O 2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气，它们的压强和温度都相等，现将5J的热量传给氢 气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量 是： (A) 6 J. (B) 5 J. (
2、C) 3 J. (D) 2 J. 3.一定量的某种理想气体起始温度为T，体积为V，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2V，(2)等体变化使温度恢复为T，(3) 等温压缩到原来体积V，则此整个循环过程中 (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功 (C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少 4. 一定量理想气体经历的循环过程用VT曲线表示如图在此循 V 环过程中，气体从外界吸热的过程是 C B (A) AB (B) BC A O (C) CA T (D) BC和BC 5. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温
3、热源的热量是从高温热源吸取热量的 (A) n倍 (B) n1倍 1n+1(C) 倍 (D) 倍 nn p 6.如图，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态 A B B (pA = pB )，则无论经过的是什么过程，系统必然 (A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热 V O 1 二、填空题 1. 写出理想气体在等体、等压、绝热过程中，内能增量的表达式：等体过程 _,等压过程 _，绝热过程_。 2. 热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中 所有与热现象有关的实际过程都是不可逆的。开尔文表述指出了_ 过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出
4、了_过程是不可逆的。 3写出理想气体经历以下过程所作功A、吸热Q和内能增量DE值的正负： pIII 等温pI 绝热线 II II I II O V(a) 第3题图 O III (b) V 如图，在I-II-III过程中，A_，Q_，DE_。 如图，在I-II-III过程中，A_，Q_，DE_。 _。 在I-II-III过程中，A_，Q_，DE_4. 卡诺致冷机的致冷系数为：w= Q 2 T 2=A T 1-T 2 ，如高、低温热源温度分别为：T 1=400K，T 2=300K，而且每一循环从低温热源所吸的热为 Q 2=360J 。则在每一循环中，外界必须作功 A=_。 5. 一设计者试图设计出
5、这样一种热机：它在一个循环的过程中，能从温度为： 360 K 的高温热源中吸热： 9.6104 J ，向温度为： 270 K 的低温热源放出 7.0104 J 的热量，这样的热机 _制成， 原因是： 。 2 三、计算题 1质量为 2 kg 的氧气，其温度由 270 K 升高到 330 K ，如分别经历了： 等体过程； 等压过程。 计算在这两个过程中， 系统各吸收了多少热量？ 各增加了多少内能？ 对外各作了多少功？ 2一系统由如图所示的a状态沿acb到b状态，有340J热量传入系统，而系统对外作功128J， 若adb过程系统对外作功52J，则有多少热量传入系统？ 当系统由b态沿曲线ba返回a状态
6、时，外界对系统作功88J，则系统是吸热还是放热？ 其热量值是多少？ pc b a d O V 3 3. 1 mol单原子分子的理想气体，经历如图所示的可逆循环，联结ac两点的曲线的方程为p=p0V2/V02, a点的温度为T0 (1) 试以T0 , 普适气体常量R表示、过程中 气体吸收的热量。 (2) 求此循环的效率。 p9p0 p0O b cVaV0 (提示：循环效率的定义式=1- Q2 /Q1， Q1为循环中气体吸收的热量，Q2为循环中气体放出的热量。) 4 第一次 热力学基础 一、选择题：1. A 2.A 3. A 4. A 5. C 6. B 二、填空题： iiii, RDT=VDpD
7、E=nRDT=pDV, 2222inRDE=nRDT=DT 2g-11.DE=n2. 功完全转变为热； 热量自动从高温物体传给低温物体 3. (1)负，负，零； (2)正，负，负； 正，正，负 4. 120 J 5. 不能； 该热机的效率为： 9.6-7.0 =13，超过理想可逆机的效率：1-270=1。 360 4 三、计算题： 1. 9.6 48 i5m2=62.5mol, i=5 , CV=R=R ， 22M0.0327Cp=CV+R=R 24(1) 等体过程 A=0 ， Q=DE=nCVDT=9375R7.7910J n=(2) 等压过程 Q=nCpDT=13125R1.09110J
8、, DE与过程无关，同上； 5 A=Q-DE=3750R3.12104J 2.Qacb: DE=340-128=212J, adb: Q=A+DE=52+212=264J ba: Q DE=-212J, A=-88J, Q=A+DE=-300J, 放热。3. 设a状态的状态参量为p0, V0, T0，则pb=9p0, Vb=V0, Tb=(pb/pa)Ta=9T0 pV0=3V0 pc Vc =RTc Tc = 27T0 p03(1) 过程 QV=CV(Tb-Ta)=R(9T0-T0)=12RT0 2(2) 过程 Qp = C p(Tc Tb ) = 45 RT0 过程 Vap3Q=CV(Ta-Tc)+(p0V2)dV/V02 =R(T0-27T0)+02(Va3-Vc3) 23V0Vcp0Vc2 Vc=pc=2V0 5 p0(V03-27V03) =-39RT0+=-47.7RT0 23V0(2) h=1-47.7RT0|Q|=1-=16.3% QV+Qp12RT0+45RT0 6
