大学物理《热力学》专项训练



一、单选题 (共 5 题 ),每题只有一个选项正确
1. 一定量的理想气体, 分别经历如图(1)所示的 abc 过程, (图中虚线 ac 为等温线), 和图(2)所示的 def 过程(图中虚线 df 为 绝热线). 判断这两种过程是吸热还是放热.
A. abc 过程吸热, def 过程放热. B. abc 过程放热, def 过程吸热. C. abc 过程和 def 过程都吸热. D. abc 过程和 def 过程都放热.

2. 质量一定的理想气体,从相同状态出发,分别经历等温过程、等压过程和绝热过程,使其体积增加一倍.那么气体温度的改变(绝对值)在
A. 绝热过程中最大,等压过程中最小 B. 绝热过程中最大,等温过程中最小 C. 等压过程中最大,绝热过程中最小 D. 等压过程中最大,等温过程中最小

3. 一定量的理想气体经历 acb 过程时吸热 500 J. 则经历 acbda 过程时, 吸热为
A. 1200 J. B. 700 J. C. 400 J D. 700 J

4. 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍,则理想气体在一次卡诺循环中,传给低温热源的热量是从高温热源吸取热量的
A. n 倍. B. n1 倍 . C. 1n D. n+1n倍 .

5. 在温度分别为 327C27C 的高温热源和低温热源之间工作的热机, 理论上的最大效率为
A. 25% B. 50% C. 75% D. 91.74%

二、填空题 (共 5 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
6. 一卡诺热机(可逆的), 低温热源的温度为 27C ,热机效率为 40% ,其高温热源温度为 ________ K. 今欲将该热机效率提高 到 50%, 若低温热源保持不变, 则高温热源的温度应增加 ________ K.

7. 1 mol 的单原子理想气体, 从状态 I (p1,V1) 变化至状态 II (p2,V2), 如图所示, 则此过程气体对外作的功为 ________ 吸收的热量 为 ________


8. 气体经历如图所示的一个循环过程,在这个循环中,外界传给气体的净热量是

9. 一定量的理想气体,在 pT 图上经历一个如图所示的循环过程 (abcda), 其中 ab,cd 两个过程是绝热过 程, 则该循环的效率 η=

10. 常温常压下, 一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子, 自由度为 i ), 在等压过程中吸热为 Q, 对外作功为 W, 内能增加为 ΔE, 则 W/Q= ________ , E/Q= ________

三、解答题 (共 5 题 ),解答过程应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤
11. 一定量的单原子分子理想气体, 从初态 A 出发, 沿图示直线过程变到另一状态 B, 又经过等容、等压两过程回到状态 A.
(1)求 AB,BC,CA 各过程中系统对外所作的功 W, 内能的增量 ΔE 以及所吸收的热量 Q.
(2)整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和).

12. 汽缸内有 2 mol 氦气,初始温度为 27C, 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 pV 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?
(普适气体常量 R=8.31 Jmol1K1 )

13. 1 mol 理想气体在 T1=400 K 的高温热源与 T2=300 K 的低温热源间作卡诺循环(可逆的),在 400 K 的等温线上起始体 积为 V1=0.001 m3, 终止体积为 V2=0.005 m3, 试求此气体在每一循环中
(1) 从高温热源吸收的热量 Q1
(2) 气体所作的净功 W
(3) 气体传给低温热源的热量 Q2

14. 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程. 已知气体在状态 A 的温度为 TA=300 K, 求
(1)气体在状态 BC 的温度;
(2)各过程中气体对外所作的功;
(3)经过整个循环过程, 气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和).

15. 0.02 kg 的氦气(视为理想气体), 温度由 17C 升为 27C. 若在升温过程中, (1)体积保持不变; (2)压强保持不变; (3)不与 外界交换热量;试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功.(普适气体常量 R=8.31 Jmol1 K1 )

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