第11章 热力学定律

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1、思考题11-1有人说“任何没有体积变化的过程就一定不对外做功”，这种说法对吗？（不对，还有电磁场力做功）11-2能否说“系统含有热量”？能否说“系统含有功”？（前者成立，后者错误）11-3焦耳热功当量实验在建立热力学第一定律过程中有什么作用？（将功和热量联系起来，给出转化的量度）11-4功是过程量，为什么绝热过程中功只与始末状态有关？(当系统绝热地从初态过渡到末态时，系统内能的增量等于外界对系统所作的绝热功.内能是一个由系统的状态确定的函数，是态函数.)11-5一系统能否吸收热量，仅使其内能变化？一系统能否吸收热量，而不使其内能变化？（等压过程和等温过程）11-6分

2、别在图上做出等压、等温、等容以及绝热过程曲线并比较绝热曲线和等温曲线.（图秦允豪。热学，第二版，197页。绝热过程，等温过程，起始于同一点。）11-7一定量的理想气体分别经绝热、等温和等压过程后膨胀了相同的体积，试从p－V图上比较这三种过程作功的差异。（11-6题图，绝热>等温>等压）11-8将1mol氮气和氦气从相同的状态出发准静态绝热膨胀使体积各增加一倍，做功一样吗？（外界对氮气做功多）11-9有人声称他设计了一个机器，当燃料供给9×107cal热量时，机器对外做30kW·h的功，而有7×106的热量放走.这样的机器可能吗？（不可能，违背热力学第一定律）11-1

3、0由、、描述的理想气体，在等体、等温、等压和绝热过程中能独立改变的状态参量的数目是多少？（前三种情况均为1，绝热为2）11-11为什么热力学第二定律可以有多种不同的表述？（热力学第二定律指明过程的方向性的，所以可以用一个具体的过程的不可逆来描述）11-12自然界的过程都遵守能量守恒定律。那么，作为它的逆定理“遵守能量守恒定律的过程都可以在自然界中出现”能否成立？（不能）11-13功可以完全变为热，热不能完全变为功，这种说法正确吗？（热在有外界变化的情况下可以完全变为功）11-14不可逆过程就是不能向反方向进行的过程，这种说法正确吗？（外界变化的情况下可以向反方向进行

4、）11-15由热力学第二定律说明在导体中通有有限大小电流的过程不可逆.（涉及热现象）11-16太阳把热量辐射到地面，可否用凸透镜把阳光汇聚到某一点，使该点的温度上升到甚至超过太阳的温度？（不可能）习题11-1一打足气的自行车内胎若在7.0℃时轮胎中空气压强为4.0×105Pa、则在温度变为37.0℃时，轮胎内空气压强为多少？（设内胎容积不变）.（）解：=4.43×105Pa11-2在湖面下50.0m深处（温度为4.0℃），有一个体积为1.0×10-5m3的空气泡升到湖面上来，若湖面的温度为17.0℃，求汽泡达到湖面时的体积.（取大气压强为Po=1.013×105Pa

5、，假定汽泡上升过程中泡内气体质量没有变化.）（）解：=6.11×10-5m311-3气缸内贮有2.0mol的空气，温度为27℃，维持压强不变，而使空气的体积胀到原体积的3倍，求空气膨胀时所作的功.解：=9.97×103J11-41mol范德瓦耳斯气体等温地由体积V1膨胀到V2的过程中对外作功多少？（）解：=11-5一定质量的理想气体经历（为常数）的过程，求气体的摩尔热容，摩尔热容说明了什么问题？将理想气体状态方程两边微分之后将代入，，说明热容不一定为常数11-6一定量的空气，吸收了1.71×103J的热量，并保持在1.0×105Pa下膨胀，体积从1.0×10-2m3

6、增加到1.5×10-2m3，问空气对外作了多少功？它的内能改变了多少？解：=5.0×102J=1.21×103J11-71.0mol的空气从热源吸收了热量2.66×105J，其内能增加了4.18×105J，在这过程中气体作了多少功？是它对外界作功，还是外界对它作功？解：=-1.52×105J外界对气体作功11-8一压强为1.0×105Pa，体积为1.0×10-3m3的氧气自0℃加热到100℃，问：（1）当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？（2）在等压或等体过程中各作了多少功?解：（1）压强不变：=129.8J体积不变：=93.1J（2）压强不变：

7、=36.6J体积不变：=011-9在标准状况下的0.016kg的氧气，分别经历下列过程从外界吸收了334.4J的热量.（1）等温过程，求终态体积.（2）等容过程，求终态压强.（3）等压过程，求内能的变化.（氧气看做理想气体）解：（1）=1.5×10-2m3（2） =1.07×105Pa（3）=238J11-10为确定多方过程方程中的指数n，通常取为纵坐标，为横坐标作图，讨论曲线形状，说明如何确定n.解：为直线，n为曲线形状的斜率的绝对值）11-11空气由压强为1.52×105Pa、体积为5.0×10-3m3等温膨胀到压强为1.01×105Pa，然后再经等压过程压