热力学作业老师用含答案

1、班级 姓名 学号 一、填空题1.一卡诺热机的低温热源温度为8K，效率为0,若使效率提高到5而保持低温热源的温度不变，高温热源温度必须增长 93 K。解： 解得 1 mo的单原子分子抱负气体,在压缩过程中外力作功20 ，气体温度升高1 K,则气体内能的增量E为 124.7 J。气体吸取的热量Q为 -84 J。解: 一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为 1，室温为15。若按抱负卡诺致冷循环计算,则此致冷机每消耗13 J的功。可以从冷冻室中吸出 .0510 的热量 。解： 可得 4一抱负气体经历一次卡诺循环对外作功000 ，卡诺循环的高温热源温度T1=50,低温热源的温度T2 = 300,则在一次循环过程中,在高温热源处吸热Q= 2500 J;在低温热源处放热Q2 150 J。解： 可得 ； 1摩尔的单原子抱负气体,在等体过程中温度从加热到7,则吸取的热量为 62.25 J。解:6.一定量的空气吸取了1.710J的热量，并保持在.015Pa下膨胀，体积从1.00-2m增长到1.50-m3,则空气对外界做的功为 500 J;空气的内能变化了 .10 J。解：等压过程的功： 70.04公斤的氮气在

2、原则状态下,经等温过程压缩为原体积的一半,则气体放出的热量为 786 J。 (设氮气可看作抱负气体)解:二、选择题1热力学第一定律合用于（ D )（A）准静态过程； （）初、末态为平衡态的一切过程； （C)抱负气体经历的一切过程; (D）一切热力学系统的任意过程。2.一定量的抱负气体，经历某过程后,它的温度升高了，则可以断定的是( B )(A)外界在此过程中对该系统作了正功; （)在此过程中，该系统的内能增长了；(）该系统在此过程中作了功； （D）在此过程中系统既从外界吸了热,又对外作了正功。解：由于抱负气体的内能仅仅与温度有关VbpV2V1acdO3一定量抱负气体分别通过等压、等温和绝热过程从体积V1膨胀到体积V2，如图所示,则下述对的的是（ D )(A）ac过程吸热最多，内能增长； （B)ad过程内能增长，作功至少； （C）过程吸热最多,内能不变; (D)ac过程对外作功,内能不变。解:ab等压,ac等温,a绝热 做功大小为曲线下方的面积:故 ad绝热，因此内能减少,对外做功以消耗内能为代价的,故错 ab等压，温度升高,故内能增长,故C错 a等温，温度不变，故内能不变,故A错TEO

3、A.某一定量抱负气体状态变化时,其内能随温度的变化关系如图中的OA直线所示,则气体的状态变化过程一定是( D )（A）等压过程; (B)等体过程；（C）绝热过程； （D）上述过程均有也许。解：由抱负气体内能公式 知, 内能与温度成线性关系 与状变化过程无关5在下列说法中,对的的是 （ C ) (A)物体的温度愈高，则热量愈多； 温度与热量无关,温度是状态量而热量是过程量 (B)物体在一定状态时，具有一定的热量; 热量是过程量,与状态无关 （C）物体的温度愈高，则其内能愈大； （D）物体的内能愈大，则具有的热量愈多。 同上VpOcab126.如图所示，b为抱负气体绝热过程，a和b2 是任意过程,则上述两过程中气体作功与吸取热量的状况是 ( D ）（A)b1a过程放热,作负功，b2 a过程放热，作负功;（B)1a过程放热，作正功，b2 a过程吸热,作正功；（)b1a过程吸热，作正功，b2 a过程吸热,作负功；(D）b1a过程吸热,作负功， a过程放热，作负功。各过程气体体积都是变小，气体被压缩,故气体做负功。排除B、C7.如图所示,抱负气体在的过程中，应是（ D )OVp绝热线()气体从外

4、界吸热，内能增长； （B)气体从外界吸热,内能减少; （C)气体向外界放热；内能增长； (D)气体向外界放热，内能减少。解:由绝热线可知,绝热过程对外做功,以消耗内能为代价,内能减少，故温度减少。 而 故 故放热8一台工作于温度分别为37 和2 的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一种循环过程吸热 J，则对外作功( )(） J; （）1000 ; (C）400 J; （)500 J。解:pEOba9.某一定量抱负气体状态变化时,其内能随压强的变化关系如图中直线ab所示，则到b的状态变化过程一定是( B ）(A)等压过程; （B）等体过程;(C）等温过程; (D）绝热过程。解：由抱负气体状态方程知 ,与 成线性关系，即与P成线性关系。 即必须体积不变,即等体过程三、计算题1、一摩尔的单原子抱负气体,温度从0K加热到350K。其过程分别为体积保持不变和压强保持不变。在这两种过程中：(1)气体各吸取了多少热量?（2） 气体内能增长了多少?（3）气体对外界做了多少功?解：已知气体为1 摩尔单原子抱负气体 ()体积不变时,气体吸取的热量 压强保持不变时，气体吸取的热量 (2)由于温度的变化

5、量同样，气体内能增量是相似的 （3)体积不变时，气体对外界做功 压强保持不变时,根据热力学第一定律，气体对外界做功为 、032 kg的氧气作如图所示的循环,设V 2V,求其循环效率。（氧气的CV =2.16 Jmol-1K1） pOVV1aV2T2 = 200KdT1 = 300K等温等温等容bc等容解: ab 吸热, bc 放热， d 放热, da 吸热， 循环效率：15 3、2m 氢气（视为抱负气体)开始时处在原则状态，后经等温过程从外界吸取了400J的热量,达到末态.求末态的压强(普适气体常量R831mol-21) 解:在等温过程中 故 ； 原则状态：， =K 气体吸取的热量 得 即 等温过程 因此末态压强 、一定量的刚性抱负气体在原则状态下体积为,如图所示。求下列各过程中气体吸取的热量：(1)A等温膨胀到体积为; (2）先等体冷却,再等压膨胀到(1）中所达到的终态.VP2p2.01.0(1.0105Pa)OC(10-2m3)ABP1解:(1）在AB的等温过程中， ）将，和代入上式,得 (2)AC等体和C等压过程中 A、B两态温度相似, 又 、如图所示，使 1o氧气(1）由A等温膨胀到;（2）由A等体地变到，再由C等压地变到B。试分别计算上述两种状况中氧气所做的功和吸取的热量。（注:l20.693 )V1p212(1.0105Pa)OC(2.010-2m3)AB解：(1)沿B作等温膨胀过程中，系统作功为 吸取的热量 （2）沿A到再到的过程中,系统作功和吸热分别为 、一定量的抱负气体,从A态出发,经图中所示的过程经再经达到态,试求在该过程中，气体吸取的热量解：由图可得A状态： B状态： 由于， 根据抱负气体状态方程可知因此气体内能的增量 根据热力学第一定律得 、一定量的单原子分子抱负气体的循环如图所示，ab为等温线,ca为绝热线。设1 = 1;cV2bV1aVPOV 2m。求该循环的效率。解： 由绝热线a有： 对于单原子分子,有: 循环的效率： .9% 8、在等压过程中，0.2kg氮气从温度为K膨胀到73K，求气体对外做功、吸取热量和内能变化各是多少?解:等压过程气体对外做功为 气体吸取的热量 内能的增量为满足Q=W+E

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