1、，所以需传 5 J 】13-4有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（ ） p绝 热 等温绝 热 等 体等温绝热等（ ）B等压 绝 热 绝热体 OCD （A） 绝热线应该比等温线陡，（ B）和（ C）两条绝热线不能相交】热力学基础 -113-5一台工作于温度分别为 327和 27的高温热源与低温热源之间的卡诺热机， 每经历一个循环吸热 2000J，则对外做功（ ）（A） 2000 J ； （B）1000 J ； （C） 4000 J ； （D）500 J 。【卡诺热机的效率为T，WQ，可求得3001 50%600，则 W Q 1000 J 】13-6根据热力学第二定
2、律（ ）（A）自然界中的一切自发过程都是不可逆的；（B）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；（C）热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；（D）任何过程总是沿熵增加的方向进行。【（A ）正确；（B）少“不引起其他变化” ；（C）想想空调和冰箱热量； （D）少“孤立系统”条件】7如图所示为一定量的理想气体的 pV 图，由图可得出结论 （ ）（A） ABC 是等温过程； （B）T A T ；3（atm A）（C） （D）TA T 。等温线是一条有关原点对称的反比例函数曲线】O 1 2 3V （10 3 m ）13-2对于室温下定体摩尔热容 2.5C R 的理想气体，在等压
3、膨胀的情况下，系统对外做功与从外界吸收的热量之比 W / Q 等于 （ ）（A）1 / 3 ； （B）1 / 4 ； （C）2 / 5 ； （D）2 / 7 。M【提 示 ： 等 压膨 胀 吸 热 为 （ ）Q C R T， 内能 变 化 为E C Tm ol， 所 以 ，功 为W R Tm o l，则 1Q 3.5】13-9气缸内储有 2.0m ol 的空气，温度为 27，若使空气的体积等压膨胀到原来的 3 倍，则因为空气而对外界所作的功为 （ ）（A） 897 J ； （B） 4986 J ； （C） 9972 J ； （D）14958 J 。V V等压膨胀对外功为 W R T ，而等压变
4、化满足盖 ?吕萨克方程 1 2T T1 2，可求出T2 900 K ，则W 2 8.31 600 9972 J 】10一定量的理想气体， 处在某一初始状态， 现在要使它的温度经过一系列状态变化后回到初始状态的温度，可能实现的过程为 （ ）（A）先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而增大压强；（B）先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强；（C）先保持体积不变而使它的压强增大，接着保持压强不变而使它体积膨胀；（D）先保持体积不变而使它的压强减小，接着保持压强不变而使它体积膨胀。热力学基础 -2（ A ）选项温度一直升高，（ B）选项温度一直降低，（ C）选项温度一直
5、升高】11气体的定压摩尔热容C 大于定体摩尔热容 CV ，其主要原因是 （ ）P（A）膨胀系数不同； （B）温度不同；（C）气体膨胀需作功； （D）分子引力不同。C C R 的原因是定压时气体膨胀做功，但定体时气体体积不变不做功】P V12压强、体积和温度都相同（常温条件）的氧气和氦气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的功之比为 （ ）（A） 1:1 ； （B）5 : 9 ； （C）5 : 7 ； （D）9 : 5 。双原子分子的氧气在等压过程中吸收热量为M 5Q （ R R ） TO O2 2，单原子分子的氦气在等压过程中吸收热量为M 3He He，当Q Q 时，O HeT T ，即O
6、 H eH e57而，所以7 5R T R TW Q E TO O O O2 2 2 25 3He He He He13一摩尔单原子理想气体，从初态温度T 、压强 p1 、体积 V1 ，准静态地等温压缩至体积V ，外界需作多少功？ （ ）（A）RT1 ln ； （C） p1 （V V ） ；2 1p 2V p V 。2 1 1等温过程做功为M RTW dVV M V14对于理想气体系统来说，在下列过程中，那个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做功三者均为负值 （ ）（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。等容过程不做功，等温过程无内能的增量，绝
7、热过程无热量传递，等压压缩过程系统对外作负功，温度降低，向外放热】13-15如图所示，一定量的理想气体经历 ACB 过程时吸热 700 J，则经历 ACBDA 过程时吸热为 （ ）p /（10 Pa ）（A）700 J； （B） 700 J；4（C）500 J； （D） 500 J。 1P V P V T T A B ， ，表明 、 两位置等温， A BA A B BE等温过程无内能的增量； B D 为等容过程，不做功，吸收热量全部使得内能增加； D A 为等压过程，放出热量，对外做3 3V /（10 m ）负功，同时内能减少，对外做的负功为 （ ） 1200W P V V J ；理想气体经历
8、 BDA 过程内能不D A A A D热力学基础 -3变，对外做的负功为 1200 J ，由Q E W 知 Q 1200 J ，则Q 1200 700 500 J 】BDA ACBD A13-3 “理想气体和单一热源接触做等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功” 。对此说法，有以下几种评论，哪个正确？（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）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律；（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。热力学第二定律强调的是“ , 循环工作的热机 , ”】17在 P V 图上有两条曲线 a b c
9、和 a d c ，由此可以得出以下结论：（A）其中一条是绝热线，另一条是等温线；（B）两个过程吸收的热量相同；b （C）两个过程中系统对外作的功相等；d c（D）两个过程中系统的内能变化相同。只有内能是状态量】p 18理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小（图中阴影部分）分别为S 和S ，则两者的大小关系为：S S ；（B）（D）无法确定。由于理想气体卡诺循环过程的另两条是等温线，所以两者SO 内能变化相同；绝热过程无吸放热量，所以功为内能变化的负值，相等】13-4 关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法：（1）可逆过程一定是准静态过程； （2）准静态过程一定是可逆过程；（3）对不可逆过
10、程，一定找不到另一过程使系统和外界同时复原；（4）非静态过程一定是不可逆过程。以上几种说法，正确的是：（A）（1）（2）（3）； （B）（2）（3）（4）； （C）（1）（3）（4）； （D）（1）（2）（3）（4）。13-5 一绝热容器被隔板分为两半， 一半是为真空， 一半为理想气体，若抽去隔板，气体将自由膨胀，达到平衡后 （ ）（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。【见书 P246 页例 4，气体自由膨胀不对外做功，气体的内能也没有改变，所以温度不变；但气体自由膨胀后，不可能自发的回到原始的一半是真空状态，所以熵增加】二、填空题
11、1 有 1 mol 刚性双 原子分 子理 想气 体，在 等压膨胀 中对外做 功W ，则其 温度变 化T ；从外界吸收的热量Q 。热力学基础 -4【双原子分子内能变化为E R T ，等压膨胀中吸热为Q R R T ，则由热力学第一定律，W R T ，而 1 ，有 T W / R ；Q 7W / 2 】2有 1 mol 单原子分子理想气体，B （ p ，V ，T ）2 2 2从状态A （ p ，V ， T ） 变化至状态1 1 1B （ p ，V ， T ） ，如图所示，A （ p ， V， T ）O V则此过程气体对外做功 W ；吸收热量 Q 。【气体对外做功可由 p V 图的梯形面积求出，有
12、W=（ p p ）（V V ） ；单原子分子内能变化为1 2 2 1E R T T ，再由热力学第一定律， Q W E1 3（ ） （ ） （ ）p p V V R T T 】1 2 2 1 2 13 13-7 如图所示，一定量理想气体经历一循环过程，则该气体在循环过程中吸热和放热的情况是：1 T12 过程： ，23 过程： ，31 过程： 。【提示，注意到给出的是 V T 图，所以 12 过程是等压膨胀，系统吸热并对外做功，内能增加； 23过程是等容降温，不做功，内能减少，系统放热； 31 过程是等温压缩，系统做负功，内能不变，系统放热】4如图所示，一理想气体系统由状态 a 沿 acb 到达
13、状态 b ，系统吸收热量 b350 J ，而系统做功为 130 J 。（1）经过过程 adb ，系统对外做功 40 J ，则系统吸收的热量 Q1= 。d （2）当系统由状态 b 沿曲线 ba 返回状态 a 时，外界对系统做功为 60 J ，则 V系统吸收的热量 Q2= 。【内能为状态量，与过程无关，则 a 到 b 的内能变化与路径无关，由热力学第一定律 Q W E ，可得：E J 。（1）220Q J J 2 60 J ；（2）1 40 220Q J J 280 J 】2 60 （ 220 ）13-8如图所示，一定量的空气由状态 A 沿直线 AB 变化到状态 B，则此过程气体所作的功W 。A
14、【 如 上 题 ， 气 体 对 外 做 功 可 由 p V 图 的 梯 形 面 积 求 出 ，W P P V V 150 J 】（ ） （ ）A B B A3 413-13一压强为10 P a ，体积为10 m 的氧气自 27加热到 127，（1）若保持压强不变，需要热量为 ，对外作功为 ；（2）若保持体积不变，需要热量为 ；，对外作功为 。热力学基础 -5【由 PV RT 可 求出 氧 气 的 m o l 数 为PV10 10RT 300 R。内 能 变 化 为iE R T ， 有i 10 10 5E R T J ； 等 压 过 程 Q （C R） T 有100 83.32 300 210
15、10 7Q 116.7 J ，利用 Q W E 知100 W Q E 33.4 J 。 P300 2等容过程气体不对外做功，而内能是温度的单值函数，Q E 83.3 J ，W 0 】13-18如图，使 1 m ol 的氧气（ 1）由 A 等温地变到 B，（1）氧气所作的功 W1= 焦耳，P /（10 Pa ）吸收热量 Q1= 焦耳；（2）由 A 等体地变到 C，再由 C 等体地变到 B，氧气所作的功 W2= 焦耳，V /（0.02 m ）吸收热量 Q2= 焦耳。O 1 2【（1）等温过程内能变化为 0，做功B BW RT P V1 ln lnA A4 0 00 ln 2，由 Q W E 知吸收
16、的热量Q 4000 ln 2 ；AC 等容过程，气体不对外做功，温度降低，内能减少，对外放热； CB等压过程，温度升高变回原来的数值，气体吸热膨胀对外作功， ACB 内能不变，对外作功为 CB的等压过程：W2 PB （V B VA ） 10 0.02 2000 J ，Q2 W2 2000 J 】13-211 m ol 的氢气在温度为 300，体积为 0.025m的状态下经过一个热力学过程变为原来体积的两倍， （1）若热力学过程是等压膨胀，氢气吸收的热量Q ，对外作功W ；（2）若热力学过程是等温膨胀，氢气吸收的热量（3）若热力学过程是绝热膨胀，氢气吸收的热量 Q 。【（1）等压过程 （ ） 7
17、Q C R T R T ，而等压过程又满足， 2T T （ 1）T有Q RT 8725.5 J ，内能变化为P 1E R T 所以W RT 2493 J ；（2）等温过程 E 0 ， 2Q W RT lnV V 12493 ln 2 J ；（3）绝热过程与外界不交换热量， Q 0 】9如图所示，容器中间为隔板，左边为理想气体，右边为真空。今突然抽去隔板，则系统对外作功 W 。【气体自由膨胀不对外做功，气体的内能也没有改变， W 0 】10有 摩尔理想气体，作如图所示的循环过程 a c b a ，其中 a c b 为半圆弧， b a 为等压过程，p c 2 p ，在此循环过程中气体净吸收热量为
18、Q v C （T T ） 。p b a热力学基础 -6（填： 、 或 ）。【填：a c b 过程为吸收热量Q 并对外做功， 内能增加，b a 的等压过程为放出Q2 v C p （Tb Ta ）的热量，内能降低。Q Q Q W ，为半圆面积，由图可见，a bV V 围成的矩形面积大于半圆面积】11一可逆卡诺机的高温热源温度为 127， 低温热源温度为 27，其每次循环对外做的净功为 8000J。则此热机的效率为 ，从高温热源吸收 的热量。今维持低温热源温度不变，提高高温热源的温度，使其每次循环对外做的净功为 10000J，若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间。 则第二个热循环机从高温热源吸
19、收 的热量，其效率为 ，高温热源的温度为 。可逆卡诺机的效率为，可求第一个空；同时，热机的效率为，可求第二个空。在同样的绝热线之间，它们的总热量相等，所以第三个空与第二个空相同；再利用 可求第四个空，不说你也知道怎样求第五个空。 25% ，32000 J ，32000 J ，31.25% ，436 K （163 C ） 】13-9某人每天大约向周围环境散发68 10 J 热量，若该人体温为 310K，周围环境温度为300K，忽略该人每天进食带到体内的熵， 则他每天的熵变为J K ；周围环境每天的熵变为该人与环境每天的总熵变为J K 。从熵变的单位可判断熵变的公式为所以人（因为人放出热量，取负值） ，环 境环境（因为环境吸收热量， 取正值），总Q Q人 环 境4 22.58 10 ，2.67 10 ，9 10 】三、计算题13-14如图所示，系统从状态 A 沿 ABC 变化到状态 C 的过程中，外界有 326 J 的热量传递给系统， 同时系统对外作功 126 J。当系统从状态C 沿另一曲线 CA 返回到状态 A 时，外界对系统作功 52 J，则此过程中 系 统是吸热还是放热？13-17 空 气由压 强为1. 5 2 1 0Pa ， 体积为5.1 10 m 的 状态等 温膨胀 到压强 为
