第十三章-热力学基础习题.ppt

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1、物理学第十三章热力学基础第五版13-1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()。（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；答案（B）第十三章热力学基础1物理学第十三章热力学基础第五版bca过程为绝热过程系统与外界无热量交换，Qbca0WbcaEbca气体体积减小，气体被压缩系统对外作负功

2、：W0bcaEEEW0bcaabbcaEEab气体内能增大，温度上升。TTab曲线下的面积等于外界对气体所作的功：WEbcaba第十三章热力学基础2物理学第十三章热力学基础第五版（1）b1a过程气体被压缩，气体对外作负功。但面积Sb1aSbca，得：Wb1aWbca而：WEbcabaWWEb1abcaba由热力学第一定律：QEWb1abab1aE0,W0,EWbab1abab1aQEW0b1abab1a表明b1a过程气体从外界吸热。第十三章热力学基础3物理学第十三

3、章热力学基础第五版（2）b2a过程气体被压缩，气体对外作负功。但面积Sb2aSbca，得：Wb2aWbca而：WEbcabaWWEb1abcaba由热力学第一定律：QEWb2abab2aE0,W0,EWbab2abab2aQEW0b1abab2a表明b2a过程气体向外界放热。答案（B）第十三章热力学基础4物理学第十三章热力学基础第五版13-2如图所示，一定量的理想气体，由平衡态A变到平衡态B，且它们的压强相等，即pApB，则在状态A和状态B之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然（）。(

4、A)对外作正功；(B)内能增加；(C)从外界吸热；(D)向外界放热。答案（B）第十三章热力学基础5物理学第十三章热力学基础第五版13-3两个相同的刚性容器，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3J热量传递给氦气，使之升高一定的温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为（）。(A)6J；(B)3J；(C)5J；(D)10J。mpVRTRTM所以：氦气和氢气压强、体积、温度相同时，两种气体的摩尔数相同。氦气为单原子分子气体，内能为：mi3ERTRTHeM22第

5、十三章热力学基础6物理学第十三章热力学基础第五版升高一定温度时，氦气的内能的变化为：3ERTHe2氢气为双原子分子气体，内能为：mi5ERTRTH2M22升高一定温度时，氢气的内能的变化为：5ERTH22所以升高相同温度时，氢气内能的变化与氦气内能变化关系为：E5H2E3He第十三章热力学基础7物理学第十三章热力学基础第五版容器体积不变，过程为等体过程，气体对外作功为零，则:QE气体吸收的热量全部转化为内能的增加，所以：QHEH522QE3HeHe当给氦气传递3J的热量使温度增加，若氢气升高

6、相同的温度，氢气内能增加的要更多，吸收的热量也更多，所以应向氢气传递5J的热量。答案（B）第十三章热力学基础8物理学第十三章热力学基础第五版13-4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（）。答案（D）第十三章热力学基础9物理学第十三章热力学基础第五版（A）图情况：循环过程，内能不变，则QW气体从外界吸收的净热量等于气体对外所作的净功。ab过程，绝热过程：Qab0,WEabba由图可知气体对外作正功，即：W0,E0abbabc过程，等体过程，气体对外作功为零：QbcEcbbc过程气

7、体等体降压，内能下降：E0cbQ0,bc过程气体等体降压时，气体放热。bc第十三章热力学基础10物理学第十三章热力学基础第五版ca过程，等温过程，气体内能不变，则：QWcacaca过程中，气体被压缩，气体对外作负功：W0,Q0caca所以，ca过程中，气体放热。整个abca的循环过程中，气体传递的总热量：QQQ0bcca而由图可知，整个循环过程中，气体对外作的净功（曲线所围的面积）大于零。WWW0abca即整个循环过程，系统对外界作正功，同时系统又向外界放出热量，而系统本身的内能不变，这显然与热力学第一定

8、律是矛盾的。所以图(A)所示的循环是不可能实现的。第十三章热力学基础11物理学第十三章热力学基础第五版（B）图情况：两条绝热线和一条等温线组成一个正循环，但是，这个循环只是从单一热源吸收热量，并且对外作正功，而不对外界产生任何影响，这