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热学大学考试题及答案

一、选择题（每题2分，共20分）

1.温度是表示物体冷热程度的物理量，其单位是：

A.摄氏度

B.开尔文

C.华氏度

D.牛顿

答案：A、B

2.热力学第一定律表明能量守恒，其数学表达式是：

A.ΔU=Q+W

B.ΔU=Q-W

C.ΔH=Q+W

D.ΔH=Q-W

答案：A

3.在绝热过程中，下列哪一项是恒定的？

A.内能

B.温度

C.压力

D.体积

答案：A

4.热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，其中不需要介

质的是：

A.热传导

B.热对流

C.热辐射

D.热对流和热辐射

答案：C

5.理想气体状态方程为：

A.PV=nRT

B.PV=P1V1

C.PV=nT/R

D.P1V1/T1=P2V2/T2

答案：A

二、填空题（每题3分，共30分）

6.热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸热使之完全转化为

________，并由此产生其他效果。

答案：功

7.在一定压力下，一定质量的理想气体的温度每升高（或降低）1摄

氏度，气体的体积升高（或降低）的比例叫做________。

答案：热膨胀系数

8.热力学温标T与摄氏温标t之间的关系是T=t+________。

答案：273.15

9.两个温度分别为T1和T2的物体发生热传递，最终达到热平衡时，

它们的共同温度为________。

答案：T1和T2的平均值

10.热机的效率η定义为________与________之比。

答案：有用功；输入热量

三、简答题（每题10分，共20分）

11.解释什么是熵？熵增加原理有何意义？

答案：

熵是热力学系统的无序度的量度，通常用来描述系统的热力学状

态。熵增加原理表明，在孤立系统中，自发过程会导致系统熵的增加，

这与时间的不可逆性有关，是热力学第二定律的一个表述。

12.什么是相变？请举例说明。

答案：

相变是指物质在一定条件下从一种相态转变为另一种相态的过程。

例如，水在0摄氏度以下会从液态变为固态（冰），这是水的凝固过

程；在100摄氏度时，水会从液态变为气态，这是水的沸腾过程。

四、计算题（每题15分，共30分）

13.一个理想气体在等压过程中从体积V1=3m³增加到V2=5m³，

求气体的内能变化ΔU。

答案：

假设气体为单原子理想气体，其内能变化与温度变化成正比，比

例系数为cv。由于是等压过程，根据盖-吕萨克定律，温度与体积成反

比，即T1/T2=V2/V1。因此，内能变化ΔU=(3/2)nR(T2-T1)=

(3/2)nR(V1/V2-1)(T2)。

14.一个绝热容器中装有一定量的气体，初始温度为T0，气体膨胀对

外做功W=100J，求气体的最终温度T。

答案：

对于绝热过程，根据热力学第一定律，内能变化ΔU=-W。由于

绝热，Q=0，W=-ΔU。对于单原子理想气体，ΔU=(3/2)nRΔT，

其中ΔT=T-T0。因此，(3/2)nR(T-T0)=-W，解得T=T0-

(2W)/(3nR)。

注意：以上题目