大学物理学习指导89-128 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 7:44:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

A、气体膨胀所作的功 B、气体内能的变化 C、气体传递的热量 D、气体分子的质量

3.如图13-3所示,一定量的理想气体,由平衡态1变化到平衡态2。无论经历什么过程,系统必然是( )

A、 内能增加 B、从外界吸热 C、对外界作正功 D、对外界放热

p p 2p01 2

O

b a c p0d V

O V0

2V0

V

图13-3 图13-4

4.不等量的氢气和氦气从相同的初态作等压膨胀,体积变为原来的两倍,在这一过程中,氢气和氦气对外作功的比WH2: WHe为( )

A、1:2 B、1:1 C、2:1 D、1:4

5.如图13-4所示,一定量的多原子理想气体从状态a变化到状态c,分别经历abc过程和

adc过程。气体在过程abc和过程adc中吸热的比Q1:Q2为 ( )

A、2:1 B、4:1 C、11:10 D、19:17

6.一定量的理想气体经历如图13-5所示的两个过程从状态a变化到状态c,其中气体在过程abc中吸热100 J,在过程adc中对外作功50 J。气体在adc过程中吸热为 ( ) A、25 J B、50 J C、75J D、100 J

p(atm)a4321b

O1234V(L)

图13-5 图13-6

7.如图13-6所示,一定量的理想气体,沿着图中直线从状态a(压强p1?4atm,体积

V1?2L)变到状态b(压强p2?2atm,体积V2?4L),则在此过程中( )

A、气体对外作正功,向外界放出热量 B、气体对外作正功,从外界吸热 C、气体对外作负功,向外界放出热量 D、气体对外作正功,内能减少 8.氦、氮、水蒸汽(均视为理想气体),它们的摩尔数相同,初始状态相同,若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量,则 ( ) A、它们的温度升高相同,压强增加相同 B、它们的温度升高相同,压强增加不相同

99

C、它们的温度升高不相同,压强增加不相同 D、它们的温度升高不相同,压强增加相同

9.压强、体积和温度都相同的氧气(视为刚性双原子分子)和氦气分别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、7:5

10.各为1mol的氢气和氦气,从同一初始状态(P0,V0)开始作等温膨胀。若氢气膨胀后体积变为2V0,氦气膨胀后压强变为

P0。它们从外界吸收的热量之比QH2:QHe为( ) 2A、1:1 B、1:2 C、2:1 D、4:1

11.如图13-7所示,用隔板M把用绝热材料包裹的容器分成左、右两气室,左室充以理想气体,右室为真空,现把隔板M抽掉,让左室内的气体逐渐扩散到右室去,此过程称为绝热的自由膨胀过程。在该过程中有( )

(1)体积增大 (2)压强减小 (3)内能不变 (4)对外不作功

A、 (1)(3) B、(2)(3)(4) C、(1)(2)(3)(4) D、(1)(3)(4)

M

图13-7 图13-8

12. 1mol单原子理想气体,初态温度为T1、压强为p1、体积为V1,将此气体准静态的绝热压缩至体积V2,外界需作功为 ( )

?V123??V125?35A、p1V1?()?1? B、p1V1?()?1?

22?V2??V2?C、p1V1?(?V123???V3)?1? D、 p1V1?1?(1)23?

2V2?V2???13.1mol的氧气经历如图13-8所示的两种过程,由状态a变化到状态b。若氧气经历绝热过程R1时对外作功75J,而经历过程R2时对外作功100J,那么经历过程R2时,氧气从外界吸热为 ( )

A、25J B、?25J C、175J D、?175J 14.若经历一过程后,系统的初态和末态相同,那么这过程称为循环过程。循环过程在P?V图上为一闭合曲线。对于如图13-9所示的循环系统,关于气体对外作的功W,下列叙述正确的是( )

(1)过程abc中,W?0 (2)过程cda中,W?0

100

(3)过程abcda中,W?0

(4)过程abcda中,气体对外作的净功在数值上等于闭合曲线所围成的面积

A、 (1)(2)(3) B、(2)(3)(4) C、(1)(2)(4) D、(1)(3)(4)

p pb a c aa?b?b dd? cd O c? V

V

图13-9 图13-10

15.一定量的理想气体,起始温度为T,体积为V0。后经历绝热过程,体积变为2V0;再经

过等压过程,温度回升到起始温度;最后再经过等温过程,回到起始状态。则在此循环过程中 ( )

A、气体从外界净吸的热量为负值 B、气体对外界净作的功为正值 C、气体从外界净吸的热量为正值 D、气体内能减少

16.某理想气体分别进行了如图13-10所示的两个卡诺循环:Ⅰ(abcda)和Ⅱ(a?b?c?d?a?),且两条循环曲线所围面积相等。设循环I的效率为?,每次循环在高温热源处吸的热量为

Q,循环Ⅱ的效率为??,每次循环在高温热源处吸的热量为Q?,则 ( ) A、????,Q?Q? B、 ????,Q?Q?

C、????,Q?Q? D、????,Q?Q?

17.一热机由温度为727C的高温热源吸热,向温度为527C的低温热源放热,若热机在最大可能效率下工作,且吸热为2000J,则热机作功为( )

A、400J B、1450J C、1600J D、2000J 18.在功与热的转变过程中,下面叙述正确的是( )

(1)不可能制成一种循环动作的热机,只从一个热源吸取热量,使之完全变为有用的功,而其他物体不发生任何变化

(2)可逆卡诺机的效率最高,但恒小于1

(3)功可以完全变为热量,而热量不能完全变为功 (4)绝热过程对外作正功,则系统的内能必减小

A、(1)(2)(3) B、(2)(3)(4) C、(1)(2)(4) D、(1)(3)(4) 19.对于热传递过程,下面叙述正确的是( ) (1)热量不能从低温向高温物体传递

(2)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆过程

(3)热传递的不可逆性与热功转变的不可逆性是等价的

(4)理想气体等温膨胀是本身内能不变,这就是说热量从一个物体传入,通过理想气体又传到其它物体中去了

A、(2)(3) B、(1)(4) C、(1)(3) D、(2)(4)

20.“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作功。”对此说法,

101

如下几种评论中正确的是( )

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

21.关于可逆过程和不可逆过程的判断,其中正确的是( ) (1)可逆热力学过程一定是准静态过程 (2)准静态过程一定是可逆过程 (3)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程 (4)凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程 A、(1)、(2)、(3) B、(1)、(2)、(4) C、(2)、(4) D、(1)、(4) 22.已知0C和1atm下的单原子理想气体的体积为22.4L,如果将该气体等温压缩到

16.8L,则熵变为( )

A、609 J/K B、-32.68 J/K C、-2.39 J/K D、0 J/K

二、填空题

1.一氧气瓶的容积为V,充足氧气的压强为p1,用了一段时间后压强降为p2,则瓶中剩余的氧气的内能与未用前氧气的内能之比为 。

2.有相同的两个容器,容积固定不变,一个盛有氦气,另一个盛有氢气(看成刚性分子的理想气体),它们的压强和温度都相等,现将5J的热量传给氢气,使氢气温度升高,如果使氦气也升高同样的温度,则应向氦气传递热量是_______________。 3.如图13-11所示,一定量理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是:A?B等压过程;A?C等温过程;A?D绝热过程。其中吸热最多的是_______________过程。

pABCD0V1V2图13-11 图13-12

V

4.如图13-12所示,一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J,则经历acbda过程时,吸热为_________________。

5.如图13-13所示,一理想气体系统由状态a沿acb到达状态b,有350J热量传入系统,而系统作功130J。

(1)经过adb过程,系统作功40J,传入系统的热量Q? 。

(2)当系统由状态b沿曲线ba返回状态a时,外界对系统作功60J,则系统吸收的热量

Q? 。

6.如图13-14所示,一定量的理想气体从同一初态a(p0,V0)出发,先后分别经两个准静态过程ab和ac,b点的压强为p1,c点的体积为V1,若两个过程中系统吸收的热量相同,则该

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气体的??CP?_________________。 CV

图13-13 图13-14

7.如图13-15所示,如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为ab?c?da,那么循环abcda与ab?c?da所作的净功变化情况是_____________,热机效率变化情况是______________。(填增大、不变或减小)

pp2bacp1V1

V2V3V

图13-15 图13-16

8.汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体,若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减小为原

1,则变化前后气体的内能之比E1:E2 = 。 29.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

来的

中,传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的__________倍 。 三、计算题

1.0.02kg的氦气(视为理想气体),温度由17 ?C升为27 ?C,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。分别求出在上述三个过程中气体内能的改变、吸收的热量及外界对气体所作的功。

2.1mol氧气经图13-16所示过程a?b?c?a,其中b?c为绝热过程,c?a为等温过程。且p1,V1,p2,V2及V3为已知量,求各过程气体对外所做的功。 3.一定量的双原子分子理想气体,其体积和压强按pV数。当气体从体积V1膨胀到V2,求:

(1)在膨胀过程中气体所作的功; (2)内能变化; (3)吸收的热量。

4.如图13-17所示,一定量的单原子理想气体,从A态出发经等压过程膨胀到B态,又经绝热过程膨胀到C态。求这全过程中气体对外所作的功,内能的增量以及吸收的热量。

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2?a的规律变化,其中a为已知常