大学物理(下) no.11作业解析

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1、《大学物理》作业No.11热力学第一定律一、选择题1.置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态[B](A)一定都是平衡态。(B)不一定都是平衡态。(C)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态。(D)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态。解：气体内各处压强相等或温度相等，都不一定是平衡态。2.一定量的理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为、、的平衡态，后来变到压强、体积、温度分别为、、的终态，若已知，且，则以下各种说法中正确的是：[D](A)不论经历的是什么过程，气体对外所作的净功一定为正值。(B)不论经历的是什么过程，气体从外界所吸的净热量

2、一定为正值。(C)若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少。(D)如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外所作的净功和从外界吸热的正负皆无法判断。解：只适用于准静态过程，对于任意过程，无法只根据，判断A和Q的正负。3.一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。则根据热力学定律可以断定：(1)该理想气体系统在此过程中吸了热。(2)在此过程中外界对该理想气体系统作了正功。(3)该理想气体系统的内能增加了。(4)在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功。以上正确的断言是：[C](A)(1)、(3)。(B)(2)、(3)。(C)(3)。(D)(3)、

3、(4)。(E)(4)解：内能是温度的单值函数，温度升高只能说明内能增加了，而功和热量都与过程有关，不能只由温度升降而判断其正负。4.热力学第一定律表明：[C](A)系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量。(B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量。(C)不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中，外界对系统作的功不等于系统传给外界的热量。(D)热机的效率不可能等于1。解：若，则，(A)错；若，则，(B)错；由热力学第一定律，循环过程，可能等于1，(D)错。5.如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为，右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀，

4、当气体达到平衡时，气体的压强是[B](A)。(B)。(C)。(D)。解：自由膨胀过程中Q=0，A=0，由热力学第一定律，膨胀前后，即T不变。由等温过程方程可知：。6.一定量的理想气体，其状态在V－T图上沿着一条直线从平衡态a改变到平衡态b(如图)。[C](A)这是一个放热降压过程。(B)这是一个吸热升压过程。(C)这是一个吸热降压过程。(D)这是一个绝热降压过程。解：ab过程，，又，所以A>0，由热力学第一定律，可知系统吸热。又由，，可知，系统经历的是吸热降压过程。二、填空题1．在热力学中，“作功”和“传递热量”有着本质的区别，“作功”是通过物体作宏观位移来完成的；“传递热量”是通过分子之

5、间的相互作用来完成的。VV1V2p(1)(2)(3)O2.一定量的理想气体，从同一状态开始其容积由膨胀到，分别经历以下三个过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程。其中：等压过程气体对外作功最多；等压过程气体内能增加最多；等压过程气体吸收的热量最多。解：由p-V图可知，等压过程曲线下面积最大，所以作功最多；等压过程末状态温度最高，所以内能增量最大；由热力学第一定律可知，等压过程吸热最多。3.图示为一理想气体几种状态变化过程的p－V图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中：(1)温度降低的是AM过程；(2)气体放热的是AM、BM过程。解：(1)因为M

6、T为等温线，所以，TA>TM,AM为降温过程。(2)因为MQ是绝热线，AM和BM外界作功比MQ多，且A<0。对于AM过程，,,所以，气体放热；对于BM过程，,,但外界作功比QM过程多，内能增量比QM过程又少，所以BM也是放热过程。4.3mol的理想气体开始时处在压强，温度的平衡态。经过一个等温过程，压强变为。该气体在此等温过程中吸收的热量为Q＝J。(摩尔气体常量)解：5.压强、体积和温度都相同的氢气和氦气(均视为刚性分子的理想气体)，它们的质量之比为1:2，它们的内能之比为5:3，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为5:7。(各量下角标1表示氢气，2表示氦气)解：

7、(1)由可知，。(2)由可知，。(3)由有又可知6.一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J。若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热500J；若为双原子分子气体，则需吸热700J。解：等压过程中对外做功，吸热，单原子分子：双原子分子：三、计算题1.一定量的单原子分子理想气体，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，如图所示。试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。解：由图