第十三章 热力学基础--习题集--学生版.docVIP

第13章 热力学基础 一、简答题： 1、什么是准静态过程? 答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。 2、从增加内能来说，做功和热传递是等效的。但又如何理解它们在本质上的差别呢? 答：做功是机械能转换为热能，热传递是热能的传递而不是不同能量的转换。 3、一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化? 答：可以吸热仅使其内能变化，只要不对外做功。比如加热固体，吸收的热量全部转换为内能升高温度； 不能吸热使内能不变，否则违反了热力学第二定律。 4、有人认为：“在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会改变。”此说法对吗? 为什么? 答：不对。对外做功，则内能减少，温度降低。 5、分别在图、图和图上，画出等体、等压、等温和绝热过程的曲线。 6、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同。 答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。 不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。两者之间的关系为 7、什么是可逆过程与不可逆过程 答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能不重复正过程的每一状态，或者重复正过程时必然引起其它变化。 8、简述热力学第二定律的两种表述。 答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。 克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。 9、什么是第一类永动机与第二类永动机? 答案：违背热力学第一定律（即能量转化与守恒定律）的叫第一类永动机，不违背热力学第一定律但违背热力学第二定律的叫第二类永动机。 10、什么是卡诺循环? 简述卡诺定理? 答案：卡诺循环有4个准静态过程组成，其中两个是等温线，两个是绝热线。 卡诺提出在稳度为T1的热源和稳度为T2的热源之间工作的机器，遵守两条一下结论： （1）在相同的高温热源和低温热源之间工作的任意工作物质的可逆机，都具有相同的效率。 （2）工作在相同的高温热源和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率。 11、什么是熵增加原理? 答：一切不可逆绝热过程中的熵总是增加的，可逆绝热过程中的熵是不变的。把这两种情况合并在一起就得到一个利用熵来判别过程是可逆还是不可逆的判据——熵增加原理。 12、可逆过程必须同时满足哪些条件? 答：系统的状态变化是无限缓慢进行的准静态过程，而且在过程进行中没有能量耗散效应。 13、判断系统的循环是否为热机循环? 如何计算热机效率? 答：系统经过一个循环，如果对外做功大于对系统内部做功，即总体上系统对外做功，则循环为热机循环。热级效率等于对外做的静功除以各过程吸热量的总和，或者所有过程的吸热量减去放热量的差除以总吸热量。 二、选择题 1、对于理想气体的内能，下列说法中正确的是( B ): ( A ) 理想气体的内能可以直接测量的。 (B) 理想气体处于一定的状态，就有一定的内能。 (C) 当理想气体的状态改变时，内能一定跟着变化。 (D) 理想气体的内能变化与具体过程有关。 2、如图：一绝热容器被隔板K隔开成ab两部分，已知a有一稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态，在此过程中( B ): (A) 气体对外做功，内能减少。 (B) 气体不做功，内能不变。 (C) 气体压强变小，温度降低。 (D) 气体压强变小，温度降低。 3、对于定量的理想气体，可能发生的过程是( A ): (A) 等压压缩，温度降低 (B) 等温吸热，体积不变 (C) 等容升温，放出热量 (D) 绝热压缩，内能不变 4、如下图所示，某同学将空的导热良好的薄金属筒开口向下压入水中，水温均 匀且恒定，筒内无空气泄漏，在被淹没的金属筒缓慢下降过程中，则( C ): (A) 从外界吸热 (B) 内能增加 (C) 向外界放热 (D) 内能减小 5、“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功。”对此说法，有如下几种评论，正确的是( A ): (A) 不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。 (B) 不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。 (C) 不违反热力