第07章(热力学第一定律)带答案刘培姣.doc

思 考 题 7-1 “功，热量和内能都是系统状态的单值函数”这种说法对吗？ 答:仅内能是系统状态的单值函数, 功，热量是过程量,即使初、末状态一定,经历不同的过程,系统所做的功和吸收的热量不同. 7-2 一物质系统从外界吸收一定的热量，则 (A) 系统的内能一定增加． (B) 系统的内能一定减少． (C) 系统的内能一定保持不变． (D) 系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变． 解:改变系统的内能有两种方式:做功和热传递,选［ D ］ 7-3 一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统有三个宏观量不随时间变化，是哪三个？ [ 体积、温度和压强 ] 解:是描述热力学系统的三个宏观量参量: [ 体积、温度和压强 ] 7-4 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) 气体对外界作正功 (C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少 解:从P-V图上可知系统作逆循环,外界对系统做功,而内能不变,故气体向外界放热.选[ A ] 7-5 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的功三者均为负值？ (A) 等体降压过程． (B) 等温膨胀过程． (C) 绝热膨胀过程． (D) 等压压缩过程． 解: 等压压缩过程体积减小,温度降低,外界对气体做功,内能减少,放热, 系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值。前三选项总有一者为零。选[ D ] 7-6 如图所示，一定量理想气体从体积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，其中吸热量最多的过程 (A) 是A→B. (B)是A→C. (C)是A→D. (D)既是A→B也是A→C, 两过程吸热一样多. 解: A→B 过程对外做功最多，内能增量最大，根据热力学第一定律，，A→B 过程吸热量最多。选[ A ] 7-7 一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为?，它逆向运转时便成为一台致冷机，该致冷机的致冷系数，指出 与w的关系． 解：则有 [ 或 ] 习 题 7-1 一气体分子的质量可以根据该气体的定体比热来计算．氩气的定体比热，求氩原子的质量m．(波尔兹曼常量) 解：氩气的定体摩尔比热 7-2 1mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A、B两态的压强、体积和温度都知道，则可求出下面哪一个? (A) 气体所作的功． (B) 气体内能的变化． (C) 气体传给外界的热量． (D) 气体的质量． [ B ] 解：理想气体的内能是状态的单值函数，，故选[ B ] 7-3 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为 200 J．若此种气体为单原子分子气体，问：（1）该过程中需要吸热多少？（2）若为双原子分子气体，则需要吸热多少？ [ 500 J ；700 J ] 解：单原子分子气体： 双原子分子气体： （1）对外做功： 内能的增量： 吸收的热量： （2）同理，将换为，则 7-4 气缸中有一定量的氦气(视为理想气体)，经过绝热压缩，体积变为原来的一半，则气体分子的平均速率变为原来的多少倍？ ［ 21/3 ］ 解：氦气： 由绝热方程：得 7-5 用绝热材料制成的一个容器，体积为2V0，被绝热板隔成A、B两部分，A内储有1 mol单原子分子理想气体，B内储有2 mol刚性双原子分子理想气体，A、B两部分压强相等均为p0，两部分体积均为V0，求： (1) 两种气体各自的内能分别为EA与EB ； (2) 抽去绝热板，两种气体混合后处于平衡时的温度为T． [，； ] 解： （1） （2）设两种气体混合后处于平衡时的温度为T，气体内能不变，有 7-6 汽缸内有2 mol氦气，初始温度为27℃，体积为20 L(升)，先将氦气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至回复初温为止．把氦气视为理想气体．试求： (1) 在p―V图上大致画出气体的状态变化过程． (2) 在这过程中氦气吸热多少？ (3) 氦气的内能变化多少？ (4) 氦气所作的总功是多少？ [ 图略；1.25×104 J；0；1.25×104 J ] 解：（1） （2）氦气： 等压膨胀: (3) (4) 7-7 3 mol温度为T0 =2