第六章 热力学基础
练 习 一
一. 选择题
1. 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 ） (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。 2. 对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作做的功三者均为负值。（ C ） (A) 等容降压过程； (B) 等温膨胀过程； (C) 等压压缩过程； (D) 绝热膨胀过程。 3. 一定量的理想气体，分别经历如图1(1)所示的abc过程(图中虚线ac为等温线)和图1(2)所示的def过程(图中虚线df 为绝热线) 。 判断这两过程是吸热还是放热：（ A ） (A) abc过程吸热，def过程放热； (B) abc过程放热，def 过程吸热； (C) abc过程def过程都吸热； (D) abc过程def过程都放热。
O (1) 图1
b c V O e (2) f V p a p d 4. 如图2，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态B(pA=pB)，则无论经过的是什么过程，系统必然（ B ） (A) 对外做正功； (B) 内能增加； (C) 从外界吸热； (D) 向外界放热。 二.填空题
O p A · B · V 图.2 1. 一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系
统不随时间变化的三个宏观量是P V T，而随时间变化的微观量是每个分子的状态量。 2. 一定量的单原子分子理想气体在等温过程中，外界对它做功为200J，则该过程中需吸热__-200__ ___J。
3. 一定量的某种理想气体在某个热力学过程中，外界对系统做功240J，气体向外界放热620J，则气体的内能 减少，(填增加或减少)，E2?E1= -380 J。 4. 处于平衡态A的热力学系统，若经准静态等容过程变到平衡态B，将从外界吸热416 J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C，将从外界吸热582 J，所以，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中系统对外界所做的功为 582-416=166J 。
三.计算题
1. 一定量氢气在保持压强为4.00×105Pa不变的情况下，温度由0 ℃ 升高到50．0℃时，吸收了6.0×10J的热量。
(1) 求氢气的摩尔数? (2) 氢气内能变化多少? (3) 氢气对外做了多少功? (4) 如果这氢气的体积保持不变而温度发生同样变化、它该吸收多少热量?
解： （1）由Q?vCp,m?T?v4
i?2R?T 得 22Q2?6.0?104??41.3mol v?(i?2)R?T(5?2)?8.31?50 （2）?E?vCV,m?T?v?i5R?T?41.3??8.31?50?4.29?104J 2244 （3）A?Q??E?(6.0?4.29)?10?1.71?10J （4）Q??E?4.29?10J
2. 一定量的理想气体，其体积和压强依照V=a4P的规律变化，其中a为常数，试求：
(1) 气体从体积V1膨胀到V2所做的功；(2)体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比。
V2(1)：W?V1??1a21? ?PdV??2dV?a2????VV2??1V1VV2T1V2 (2): P?1V1?nRT1
T2V13. 一热力学系统由如图3所示的状态a沿acb过程到达状态b时，吸收了560J的热量，对外做了356J的功。
(1) 如果它沿adb过程到达状态b时，对外做了220J的功，它吸收了多少热量?
(2) 当它由状态b沿曲线ba返回状态a时，外界对它做了282J的功，它将吸收多少热量？是真吸了热，还是放了热?
解： 根据热力学第一定律 Q?VE?W
（1）∵a沿acb过程达到状态b，系统的内能变化是：
图3 VEab?Qacb?Wacb?560J?356J?204J 由于内能是状态系数，与系统所经过的过程无关 ∴系统由a沿acb过程到达状态b时VEab?204J
系统吸收的热量是：Q?VEab?Wacb?204J?220J?424J
（2）系统由状态b沿曲线ba返回状态a时，系统的内能变化：VEba??VEab??204J
?Qba?Wba???204?(?282)?J??486J
即系统放出热量486J
第六章 热力学基础
练 习 二
一. 选择题
1. 如图1所示，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是：A?B等压过程, A?C等温过程,A?D绝热过程。其中吸热最多的过程 （ A ）
(A) 是A?B； (B) 是A?C； (C) 是A?D； (D) 既是A?B，也是A? C，两者一样多。
2. 用公式?E??CV?T (式中CV为定容摩尔热容量，?为气体摩尔数),计算理想气体内能增量时，此式（ D ）
O V1
图1 P A B C DV2
V (A) 只适用于准静态的等容过程； (B) 只适用于一切等容过程；
(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. 用下列两种方法: (1) 使高温热源的温度T1升高?T， (2) 使低温热源的温度T2降低同样的?T值，分别可使卡诺循环的效率升高??1和??2，两者相比: （ B ） (A) ??1? ??2； (B) ??2???1； (C) ??1= ??2； (D) 无法确定哪个大。 二. 填空题
1. 同一种理想气体的定压摩尔热容CP大于定容摩尔热容CV， 其原因是 除了增加内能还需对外做功 。
2. 常温常压下，一定量的某种理想气体(视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热
大学物理 第六章练习答案
