习 题
一、选择题
1.置于容器内的气体,如果气体内各处压强相等,或气体内各处温度相同,则这两种情况下气体的状态( )。
A.一定都是平衡态 B.不一定都是平衡态
C.前者一定是平衡态,后者一定不是 D.后者一定是平衡态,前者一定不是
2.用公式ΔE=νC VΔT(式中,C V为定体摩尔热容量,视为常量,ν为气体摩尔数)计算理想气体内能增量时,此式( )。
A.只适用于准静态的等体过程
B.只适用于一切等体过程
C.只适用于一切准静态过程
D.适用于一切始末态为平衡态的过程
3.一定量的理想气体,经历某过程后,温度升高了,则根据热力学定律可以断定( )。
①该理想气体系统在此过程中吸了热;
②在此过程中外界对该理想气体系统做了正功;
③该理想气体系统的内能增加了;
④在此过程中理想气体系统既从外界吸了热,又对外做了正功。
A.①③ B.②③ C.③ D.③④ E.④
4.如习题图11.1所示,理想气体经历abc准静态过程,设系统对外做功W,从外界吸收热量Q,内能增量ΔE,则正负情况是( )。
A.ΔE＞0,Q＞0,W＜0
B.ΔE＞0,Q＞0,W＞0
C.ΔE＞0,Q＜0,W＜0
D.ΔE＜0,Q＜0,W＜0
习题图11.1
5.有人设计了一台卡诺热机(可逆的),每循环一次可从400 K的高温热源吸热1 800 J,向300 K的低温热源放热800 J。( )。
A.可以的,符合热力学第一定律
B.可以的,符合热力学第二定律
C.不行的,卡诺循环所做的功不能大于向低温热源放出的热量
D.不行的,这个热机的效率超过理论值
6.一定量的某种理想气体起始温度为T,体积为V,该气体在下面的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)等温压缩到原来的体积V。则此整个循环过程中( )。
A.气体向外界放热 B.气体对外界做正功
C.气体内能增加 D.气体内能减少
7.关于可逆过程和不可逆过程的判断:
①可逆热力学过程一定是准静态过程;
②准静态过程一定是可逆过程;
③不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程;
④凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程。
以上四种判断中正确的是( )。
A.①②③ B.①②④ C.②④ D.①④
8.热力学第二定律表明( )。
A.不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功
B.在一个可逆过程中,工作物质净吸热等于对外做的功
C.摩擦生热的过程是不可逆的
D.热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体
9.如习题图11.2所示,一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体。若把隔板抽出,气体将进行自由膨胀,达到平衡后( )。
A.温度不变,熵增加 B.温度升高,熵增加
C.温度降低,熵增加 D.温度不变,熵不变
习题图11.2
二、填空题
1.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体做功|W 1|,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外做功|W 2|,则整个过程中气体
(1)从外界吸收的热量Q=_________;
(2)内能增加了ΔE=_________。
2.一定量理想气体从A状态(2p 1,V 1)经历如习题图11.3所示的直线过程变到B状态(2p 1,V 2),则AB过程中系统做功W=_________;内能改变ΔE=_________。
习题图11.3
3.一气缸内有10 mol的单原子分子理想气体,在压缩过程中外界做功209 J,气体升温1 K,此过程中气体内能增量为________,外界传递给气体的热量为________。
4.一定量的某种理想气体在等压过程中对外做功为200 J。若此种气体为单原子分子气体,则该过程中需吸热_________J;若为双原子分子气体,则需吸热________J。
5.给定的理想气体(比热容比γ为已知)从标准状态(p 0,V 0,T 0)开始绝热膨胀,体积增大到原来的3倍,膨胀后的温度T=_________,压强p=_________。
三、计算题
1.如习题图11.4所示,一系统由状态a沿acb到达状态b的过程中,有350 J热量传入系统,而系统做功126 J。
(1)若沿adb时,系统做功42 J,问有多少热量传入系统?
习题图11.4
(2)若系统由状态b沿曲线ba返回状态a时,外界对系统做功为84 J,试问系统是吸热还是放热?热量传递是多少?
2.用桨叶搅动盛在容器内的液体,若桨叶的功率为2.24 k W,容器以0.586 k W的功率放热,将容器和液体视为一个系统,求系统在单位时间内内能的改变。
3.1 mol单原子理想气体从300 K加热到350 K,问在下列两个过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外做了多少功?
(1)体积保持不变;
(2)压力保持不变。