热力学基础一章习题集解答

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1、热力学基础一章习题解答习题5—1有两个相同的容器，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，则应向氦气传递的热量是：［　　　］(A)6J。　　　　　(B)5J。　　　　　(C)3J。　　　　　(D)2J解：两种气体的P、V、T都相同，则它们的摩尔数相同；又因为它们升高的温度相同，根据等容过程的热量公式　　　　　　　　　　　　可知传递的热量与气体的定容摩尔热容量成正比，即所以，应向氦气传递的热量是习题5─2质量一定的理想气体，从相同的状态出发，分别经历等温过程、

2、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。解：一定质量的理想气体的内能只是温度的单值函数，因此而三个过程的P1相同，V1也相同，欲比较大小，只须比较P2的大小即可。由P─V图的过程曲线容易看出：等压过程的P2最大，等温过程的P2最小,故气体温度的改变（绝对值）在等压过程中最大，等温过程中最小。故选择答案(D)。PTabc①②习题5―3图O习题5─3一定质量的理想气体分别由初态a经①过程a→b

3、和初态经②过程→c→b到达相同的终态b，如P—T图所示，则两过程气体从外界吸收的热量Q1、Q2的关系为：［　　　］(A)Q1<0，Q1>Q2。(B)Q1>0，Q1>Q2。(C)Q1<0，Q10，Q10，因此Q1=△E>0；→c→b过程满足Q2=△E+AT，因为AT<0，故有Q2

4、→A。解：A→B过程是等压过程，其温度升高，；与此同时，气体体积增加，对外作功，。由热力学第一定律，该过程Q>0是吸热过程。另外，B→C过程是等容过程，A=0，同时温度降低，，由热力学第一定律，该过程Q<0是放热过程。C→A过程是等温过程，，同时气体体积减小，A<0，由热力学第一定律，该过程Q<0也是放热过程。因此，只有答案(A)是正确的。习题5—5根据热力学第二定律可知：［　　　］(A)功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功。(B)热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。(C)不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。(D)一切自发过程都是不可逆的。解：(

5、A)说法并不正确，因为在可以引起“其它变化”的条件下，可以把热全部转换为功，例如等温过程就是；(B)说法也与此类似，在可以引起“其它变化”的条件下，可以把热量从低温物体传到高温物体，例如致冷机通过外界作功就实现了这一点；(C)说法也不正确，因为不可逆过程并不是“不能向相反方向进行的过程”，而是在其逆向过程中不能把在原过程中所造成的一切(包括对系统、对外界的)影响都恢复原态的过程。(D)说法恰好体现了热力学第二定律的实质，所以该答案是正确的。习题5—6一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后：［　　　］(A)温度不变，熵

6、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。解：对于理想气体的自由膨胀过程，一是由于过程进行太快，气体来不及与外界交换热量，因而Q=0，二是由于气体向真空膨胀，未受到外界任何阻力，因而也不作功，即A=0。基于以上两点，由热力学第一定律，故理想气体的自由膨胀过程气体的温度是不变的。这样，答案(B)和(C)可以被排除，应该在(A)、(D)两者中选其一。考虑理想气体的自由膨胀过程是典型的不可逆过程，气体膨胀后其分子运动的混乱程度增加了，故其熵增加了。所以只有答案(A)正确。PVabcO图(1)习题5―7图dfPVO图(

7、2)e习题5─7一定量的理想气体，分别经历如图(1)所示的abc过程(图中虚线ac为等温线)，如图(2)所示的def过程(图中虚线df为绝热线)。判断这两个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。(B)abc过程和def过程都吸热。　　(D)abc过程和def过程都放热。解：先看abc过程：由于ac（虚线）是等温线，所以，对abc过程有，所以，吸热。再看def过程：因df（虚线）是绝热线，所以；对def过程，放热。［选择（