热力学与统计物理段考.ppt

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1、热统计段考60分以上：9人及格率：26.47﹪质量分析1．如图所示，1mol某种理想气体，由A态经等体过程到达B态，再经等压过程到达C态，则该系统熵的变化为：Rln22、由N个粒子组成的系统，粒子速率分布函数为：（1）常数A=（2）粒子的平均速率3、同一种理想气体的定压摩尔热容量大于定体摩尔热容量其原因是由热力学第一定律吸收的热量等于内能的增量加外界对系统所做的功，等体过程外界对系统做功为0，所以，升高相同的温度，吸收的热量小于定压过程。4、根据能量均分定理，由N个双原子分子组成的系统:（1）、每个分

2、子的平均能量=（7kT/2）。（2）、系统的内能U=（7NkT/2）；（3）、热容量CV=（7Nk/2）。1、有人利用地球表面与地球内部温度不同做一个热机用来发电，称为地热发电。有人说（A）、这种热机违背了热力学第二定律的开尔文表述，故不能实现；（B）、这种热机不违背热力学第二定律的开尔文表述，故能实现；（C）、上述两种说法均不对。[B]选择题2、根据热力学第二定律(A)两条绝热线不能相交(B)两条绝热线可以相交于一点(C)两条绝热线可以相交于二点(D)无法判断[A]3.无限小过程的热力学第一定律的数

3、学表达式为：dQ=du+dA式中dA为系统对外所作的功，今欲使dQ、du、dA为正的等值，该过程是A、等容升温过程B、等温膨胀过程C、等压膨胀过程D、绝热膨胀过程[C]4.被绝热材料包围的容器内现隔为两半，左边是理想气体，右边是真空，如果把隔板抽出，气体将自由膨胀，达到平衡后则[C]A、温度不变，熵不变B、温度降低，熵增加C、温度不变，熵增加D、温度升高，熵增加5.D,6.AP-V图中绝热线比等温线陡。压强从相同的初态到末态，绝热气体体积小。简答题设在节流过程中有一定量气体通过多孔塞。在通过多孔塞前气

4、体压强P1，体积V1，内能U1，通过多孔塞后气体压强P2，体积V2，内能U2。节流过程是绝热的Q=0。在此过程中外界对此气体作功，气体内功变化。根据热力学第一定律。1.(p77）气体从状态P1V1U1经过一个等焓过程变到状态P2V2U2即可见节流过程中气体熵增加，大小等于反证法若一条等温线和一条绝热线相交于两点，则可以构造循环，该循环仅由一个等温过程和一个绝热过程组成，工作于这一循环的热机等温过程从单一热源吸收的热能，全部用于对外界做功，违背了热力学第二定律，所以假设不成立，命题得证。2.单调上升，上

5、凸曲线3.所需电功W,从室外吸热Q，4.结冰减少纯水的有效体积，使盐的熵减少，而体系总沿熵增加的方向演化，结冰不利于熵增加，竞争的结果是盐水结冰温度比纯水略低。5.在等温过程吸热，过程慢，输出功率受限6.实际的等温吸热常为液体蒸发，汽液混合物推动涡轮做功，易腐蚀。计算证明题解：时间内能与面元相碰（为分子平均速度）的分子平均系统都处在以为底，为高的一柱体内，法线沿x轴正向，所以空气分子在时间内与相碰的次数为1.（n为分子数密度；平均系统分子可朝上下左右前后运动，其中分子沿x轴正向）而故每秒与1.0墙壁相

6、碰的次数为2.（1）热源的熵变：热源放出热量为Q,温度为T,故热源的熵变为：（2）气体的熵变：设计一个可逆过程---等温可逆过程，它的初态与终态与不可逆等温膨胀过程相同。由于理想气体的内能仅是温度的函数，在等温过程中内能不变。所以在不可逆过程中，气体吸收的热量为Q，气体对外作的功W为在可逆过程中对外作的功的10﹪，即而在可逆过程中，气体吸热为,则气体的熵变为：（3）热源和气体的总熵变为：3.由麦克斯韦关系对范德瓦尔斯气体，4.设状态方程为积分得利用级数展开公式，可得第二，第三，第四维里系数分别为：p1

7、6