大學物理熱力學基礎(chǔ)習題

會計學1大學物理熱力學基礎(chǔ)習題1.一定量的理想氣體，經(jīng)歷某過程后，它的溫度升高了．則根據(jù)熱力學定律可以斷定：（1）該理想氣體系統(tǒng)在此過程中吸了熱．（2）在此過程中外界對該理想氣體系統(tǒng)作了正功．（3）該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了．（4）在此過程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對外作了正功．以上正確的斷言是：[C](A)(1)、(3).

(B)(2)、(3).(C)(3).

(D)(3)、(4).(E)(4).

第1頁/共40頁2.某理想氣體分別進行了如圖所示的兩個卡諾循環(huán)：I（abcda）和II（a‘b’c‘d’a‘），且兩條循環(huán)曲線所圍面積相等。設循環(huán)Ι的效率為，每次循環(huán)在高溫熱源處吸的熱量為Q，循環(huán)II的效率為'，每次循環(huán)在高溫熱源處吸的熱量為Q'，則第2頁/共40頁[B]（A）<',Q<Q',（B）<',Q>Q',（C）>',Q<Q',（D）>',Q>Q'.第3頁/共40頁3.理想氣體卡諾循環(huán)過程的兩條絕熱線下的面積大?。▓D中陰影部分）分別為S1和S2，則二者的大小關(guān)系是：（A）S1>S2； （B）S1=S2；（C）S1>S2；

（D）無法確定。[B]第4頁/共40頁4.一絕熱容器被隔板分為兩半，一半是真空，另一半理想氣體，若把隔板抽出，氣體將進行自由膨脹，達到平衡后：（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。[A

]第5頁/共40頁

[B]5.用下列兩種方法（1）使高溫熱源的溫度T1升高ΔT

；（2）使低溫熱源的溫度T2降低同樣的ΔT值。分別可使卡諾循環(huán)的效率升高1和2，兩者相比：（A）1>2（B）1<2（C）1=2 （D）無法確定哪個大。第6頁/共40頁6.一定量某理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過程是：從初態(tài)（V0，T0）開始，先經(jīng)絕熱膨脹使其體積增大1倍，再經(jīng)等容升溫回復到初態(tài)溫度T0，最后經(jīng)等溫過程使其體積回復為V0，則氣體在此循環(huán)過程中：（A）對外作的凈功為正值；（B）對外作的凈功為負值；（C）內(nèi)能增加了；（D）從外界凈吸的熱量為正值。

[B]第7頁/共40頁7.一定的理想氣體,分別經(jīng)歷了上圖的abc的過程,（上圖中虛線為ac等溫線）,和下圖的def過程（下圖中虛線df為絕熱線）,判斷這兩個過程是吸熱還是放熱。[A]（A）abc過程吸熱,def過程放熱；（B）abc過程放熱,def過程吸熱；（C）abc過程和def過程都吸熱；（D）abc過程和def過程都放熱。第8頁/共40頁9.一定量的理想氣體從體積V1膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過程是：AB等壓過程；AC等溫過程；AD絕熱過程,其中吸熱最多的過程。[A

]（A）是AB

；（B）是A

C;（C）是AD

；（D）既是AB也是AC,兩過程吸熱一樣多。第9頁/共40頁10.溫度為25C、壓強為1atm的1mol剛性雙原子分子理想氣體，經(jīng)等溫過程體積膨脹至原來的3倍．(1)計算這個過程中氣體對外的功.(2)假設氣體經(jīng)絕熱過程體積膨脹至原來的3倍,那么氣體對外做的功又是多少?摩爾氣體常數(shù)第10頁/共40頁解：（1）等溫過程氣體對外作功為（2）絕熱過程氣體對外作功第11頁/共40頁12.汽缸內(nèi)貯有36g水蒸汽(視為理想氣體),經(jīng)abcda循環(huán)過程如圖所示.其中a-b、c-d為等容過程,b-c等溫過程,d-a等壓過程.試求:(1)Wda=?(2)DEab=?(3)循環(huán)過程水蒸氣作的凈功W=?(4)循環(huán)效率h=?(注:循環(huán)效率h=W/Q1,W為循環(huán)過程水蒸汽對外作的凈功,Q1

為循環(huán)過程水蒸氣吸收的熱量,1atm=1.013105Pa)

第12頁/共40頁解:水的質(zhì)量水的摩爾質(zhì)量第13頁/共40頁第14頁/共40頁

13.一卡諾熱機（可逆的）當高溫熱源溫度為127C，低溫熱源溫度為27C時，其每次循環(huán)對外作的凈功為8000J，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)對外作的凈功為10000J，若兩個卡諾循環(huán)都工作在相同的兩條絕熱線之間，試求：（1）第二個循環(huán)熱機的效率；（2）第二個循環(huán)高溫熱源的溫度。第15頁/共40頁解：（1）第二個循環(huán)熱機的效率第16頁/共40頁又：第二個循環(huán)所吸的熱（2）第17頁/共40頁14.如圖所示，abcda為1mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過程，求：(1)氣體循環(huán)一次，在吸熱過程中從外界共吸收的熱量；(2)氣體循環(huán)一次做的凈功；(3)證明TaTc=TbTd。第18頁/共40頁所吸熱為解：（１）過程ab和bc為吸熱過程。第19頁/共40頁(2)氣體循環(huán)一次做的凈功為圖中矩形面積第20頁/共40頁(3)證明TaTc=TbTd第21頁/共40頁15.如圖示，有一定量的理想氣體，從初狀態(tài)a（P1,V1）開始，經(jīng)過一個等容過程達到壓強為P1/4的b態(tài)，再經(jīng)過一個等壓過程達到狀態(tài)c,最后經(jīng)等溫過程而完成一個循環(huán)，求該循環(huán)過程中系統(tǒng)對外作的功W和凈吸熱量Q。第22頁/共40頁解：設狀態(tài)C的體積為V2，則由a、c兩狀態(tài)的溫度相同，故有，又：循環(huán)過程而在ab等容過程中功在bc等壓過程中功第23頁/共40頁在ca的過程在整個循環(huán)過程系統(tǒng)對外作的功和吸收的熱量為負號說明外界對系統(tǒng)作功、系統(tǒng)對外放熱。第24頁/共40頁16.汽缸內(nèi)有2mol氦氣（He）,初始溫度為27°C,體積為20升。先將氦氣定壓膨脹,直至體積加倍,然后絕熱膨脹,直至回復初溫為止,若把氦氣視為理想氣體,試求：（1）在P-V圖上大致畫出氣體的狀態(tài)變化；（2）在這過程中氦氣吸熱多少？（3）氦氣的內(nèi)能變化是多少；（4）氦氣所作的總功是多少？第25頁/共40頁第26頁/共40頁第27頁/共40頁17.0.02kg的氦氣（視為理想氣體）,溫度由17°C升為27°C,若在升溫過程中,（1）體積保持不變；（2）壓強保持不變；（3）不與外界交換熱量,試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對氣體作的功。第28頁/共40頁第29頁/共40頁18.一定量的剛性雙原子分子氣體,開始時處于壓強為P0=1.0×105Pa,體積為V0=4×10-3m3,溫度為T0=300K的初態(tài),后經(jīng)等壓膨脹過程溫度上升到T1=450K,再經(jīng)絕熱過程溫度將回到T2=300K,求整個過程中對外作的功?第30頁/共40頁第31頁/共40頁19.一定質(zhì)量的理想氣體,由狀態(tài)a經(jīng)b到達c,（如圖,abc為一直線）求此過程中。（1）氣體對外做的功；（2）氣體內(nèi)能的增加；（3）氣體吸收的熱量；(1atm=1.013×105Pa).第32頁/共40頁第33頁/共40頁20.1mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過程如T-V圖所示，其中C點的溫度為Tc=600K.試求：（1）ab、bc、ca各個過程系統(tǒng)吸收的熱量；（2）經(jīng)一循環(huán)系統(tǒng)所作的凈功；（3）循環(huán)的效率。（注：循環(huán)效率h=W/Q1，W為循環(huán)過程系統(tǒng)對外作的凈功，Q1為循環(huán)過程系統(tǒng)從外界吸收的熱量，1n2=0.693）第34頁/共40頁解：單原子分子的自由度i=3。從圖可知，ab是等壓過程，第35頁/共40頁（2）（3）第36頁/共40頁21.一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程，