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大学物理答案 ?西南交大物理系_2021 《大学物理CI》作业 No.05 热力学基础 班级 ________ 学号 ________ 姓名 _________ 成绩 _______ 一、选择题： 1. 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：等体降压过程，系统对外作功为0，等温膨胀过程系统内能量增量为0，绝热膨胀过程系统所吸收的热量为0，而等压压缩过程系统对外作功小于0，内能的增量小于0（温度降低），由热力学第一定律知系统所吸收的热量也小于0。 故选D 2．如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 [ ] (A)p0 (B) p0/2? （??Cp/Cv） (D) p0/2 P0(C)2?p0 解：绝热自由膨胀A?0,Q?0，所以?E?0,?T?0。以气体为研究对象，p0V0?p1V1, 因V1?2V2，所以p1?1p0。 2 故选B 3. 理想气体经历如图所示的abc平衡过程，则该系统对外作功W，从外界吸收的热量Q和内能的增量?E的正负情况如下： [ ] (A)?鳓?E0，Q0，W0 (B)?鳓?E0，Q0，W0 p (C)?鳓?E0，Q0，W0 (D) ΔE0，Q0，W0 c b 解：a→b过程是等体升压升温过程，系统对外作功为0，内能的增量?E大于0， 由热力学第一定律知从外界吸收的热量Q也大于0；b→c过程是等压升温膨胀 a 过程，系统对外作功大于0，内能的增量?E大于0，由热力学第一定律知从外 界吸收的热量Q也大于0；故abc平衡过程系统对外作功大于0，内能的增量?EO V 大于0，由热力学第一定律知从外界吸收的热量Q也大于0。 故选B 4．有人设计一台卡诺热机（可逆的），每循环一次可以从400 K的高温热源吸热1800 J，向300 K的低温热源放热800 J。同时对外做功1000 J，这样的设计是 [ ] (A) 可以的，符合热力第一定律 (B) 可以的，符合热力第二定律 (C) 不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量 (D) 不行的，这个热机的效率超过理论值 解：由卡诺定理有工作在二热源之间的卡诺热机效率最大值 T2300?1??25% T1400A1000而此人设计的热机预计效率为 ????56%??理论 Q11800?理论＝1?这是不可能实现的设计。 5．设有以下一些过程： (1) 两种不同气体在等温下互相混合。 (3) 液体在等温下汽化。 (5) 理想气体绝热自由膨胀。 在这些过程中，使系统的熵增加的过程是： [ ] (A)（1）、（2）、（3） (C)（3）、（4）、（5） 故选D (2) 理想气体在定容下降温。 (4) 理想气体在等温下压缩。 (B)（2）、（3）、（4） (D)（1）、（3）、（5） 解：（1）、（3）、（5）过程均是自发进行的实际宏观过程，它们都是朝着无序度增大，熵 增加的方向进行。 故选D 二、填空题： 1．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，p将从外界吸收热量530 J；若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同的温度的平衡态C，将从外界吸收热量640 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作的功为 。 BACVOA?C过程QP??E2?A?582J，解：由题意A→B过程 QV?416J??E，因为B、 C在同一直线上，所以 ?E1??E2,QP??E1?A?QV?A，故在等压过程中系统对外作功A?QP?QV?582?416?166(J)。 2．将热量Q传给一定量的理想气体， (1) 若气体的体积不变，则其热量转化为