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1、习题十一热力学第一定律院系：班级:姓名:班级个人序号:一、选择题1・如图，一定虽的理想气体，由平衡状态力变到平衡状态B@=歸,则无论经过的是什么过程，系统必然[B](A)对外作正功.(B)内能增加.八AB(0从外界吸热.(D)向外界放热.••>V02.一定量的理想气体，从p-V图上初态日经历(1)或(2)过程到达末态弘已知乩力两态处于同一条绝热线上(图屮虚线是绝热线)，则气体在[B](A)(1)过程中吸热，(2)过程中放热.(C)两种过程中都吸热.(D)两种过程中都放热.(B)(1)过程中放热,(2)过程中吸热.>V3.一定量某理想气体所经历的循环过程是：从初态(/%)开始，先经
2、绝热膨胀使其体积增犬1倍，再经等体升温回复到初态温度乙最后经等温过程使其体积回复为仏则气体在此循环过程中.[B](A)对外作的净功为正值.(B)对外作的净功为负值.(0内能增加了.(D)从外界净吸的热量为正值.4.双原子理想气体，做等压膨胀，若气体膨胀过程从热源吸收热量700J,则该气体对外做功为[](A)350J；(B)300J；(C)250J；(D)200J。答案：D解：a,=AC/+/1=v-/?AT4-v/?AT=v/?AT(-+1),所以vR^T=Qp,(“=如)7'22z/2+1MAp=Qp-^U=Qp-L-A-=2^1—41=QPt^t=700.
3、=200(J),本
4、题答案为Do2//2+1i+2i+275.一热机在两热源(Tx=400K,7]=300K)之间工作,一循环过程吸热1800J,放热800J,做功1000J,此循环可能实现吗？[](A)可能；(B)不可能；(C)无法判断。答案：B解：该循环过程的效率Z7=A=!222>i_ZL,而由卡诺定理上-g-三，得知此过程不能实现，故木题Q吸1800T,Q吸T}答案为B。二、填空题1.汽缸内有单原子理想气体，若绝热压缩使体积减半，问气体分子的平均速率变为原來速率的倍？倍？若为双原子理想气休则为答案：1.26；1.14o解：单原子理想气体口由度z=3,/=-,气体经历绝热压缩有TV^=Cf又=
5、迄,所以37imr-i=22=1.26双原子理想气体自由度z=5,/=-,所以亘=2?=1.145v,1.处于平衡态力的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态必将从外界吸收热量416J,若经准静态等压过程变到与平衡态〃冇相同温度的平衡态C，将从外界吸收热*582J,所以，从平衡态畀变到平衡态C的准静态等压过程中气体对外界所作的功为.166J2.—热机从温度为727°C的高温热源吸热，向温度为527的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,每一循环吸热2000J,则此热机每一循环作功J.4003.一卡诺机从373K的高温热源吸热，向273K的低温热源放热，若该热机从高温热源吸
6、收1000J热量,则该热机所做的功；放出热量2=o答案：268J；732Jo解：由77=—=1-—»得人=©(1-2)=1000x(1--)=268J21T,1T}373e2=e.-^=732j三、计算题1•气缸内贮有36g水蒸汽(视为刚性分子理想气体)，经abcda循环过程如图所示.其中a_b、c-d为等体过程，b-c为等温过程，〃一日为等压过程.试求：(1)d-a过程中水蒸气作的功脸(2)a~b过程中水蒸气内能的增量#(3)循环过程水蒸汽作的净功1¥(4)循环效率(注：循环效率=W7£*为循环过程水蒸汽对外作的净功,Q为循环过程水蒸汽吸收的热量，1atm=1.013X105P
7、a)解：水蒸汽的质量治36X10彳kg水蒸汽的摩尔质量仏=18X10"kg,7=6(1)a(K-K/)=-5.065X103J(2)A{M/M^)(j/2)RlTb~7：)=(7/2)K(a—a)(1)Th=—也——=914KIMQR(〃/也/)Wn(K/K)=1.05X10*J净功能他+虬=5.47X10：j(2)如A必+忍二4.09X101JH二W0=13%2・一定最的理想气体在标准状态下体积为1.0X102m3,求下列过程中气体吸收的热屋:(1)等温膨胀到体积为2.0X102m3；(2)先等体冷却，再等压膨胀到(1)中所到达的终态.已知1atm=1.013X105Pa,并设
8、气体的G二5R/2・解：(1)如图，在A-B的等温过程中，必丁=0,・・・QT=WT=]pdV=J^dV=p.V,ln(V2/V,)%ViV将q二1.013X10'Pa,金1.0X102和^=2.0X102m3代入上式，得Q^l.02X102J(2)A-C等体和—〃等压过程屮•・•/、〃两态温度相同，・•・AE做二0・•・加％%%)又p>=(V/V1)Q=o.5atm・・・fio=0.5X1.013X105X(2.0-1.0)X102J^5.07X102J3.一定量的单原子分子
