热力学基础一章习题解答

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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Mµ相同；又因为它们升高的温度∆T相同，等容过程吸收的热量就等于内能增量miQ=∆E=R∆TVM2可知传递的热量与气体的自由度成正比，氢气是双原子分子，氦气是单原子分子，QH52=Q3He所以，应向氦气传递的热量

2、是3J，选(C)。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、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：假设最开始气体温度为T，P1等压等压过程：末态温度为2T，∆T=T，11等温等温过程：末态温度为T，∆T=0，1绝热OV绝热过程：末态温度为0

3、过程中最大，等温过程中最小。选择答案(D)。习题5─3一定质量的理想气体分别由初态aP经①过程a→b和初态a′经②过程a′→c→b到b①达相同的终态b，如P—T图所示，则两过程气ac体从外界吸收的热量Q1、Q2的关系为：a′②OT［］习题5―3图(A)Q1<0，Q1>Q2。(B)Q1>0，Q1>Q2。(C)Q1<0，Q10，Q10，因此Q=∆E>0；1②过程与

4、①过程内能变化相同，但是，②过程做功为负值，由热力学第一定律Q=∆E+W可知Q0；与此同时，气体体积增加，对外作功，OV1V2VW>0。由热力学第一定律

5、，该过程Q>0，是题解5―4图吸热过程。B→C过程是等容过程，W=0，同时温度降低，∆E<0，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，∆E=0，同时气体体积减小，W<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：(A)说法并不正确。对一个循环来说，热

6、不能全部转换为功。但是，对单独的热力学过程完全是可以的，例如等温膨胀过程就是。(B)说法并不正确。应该说，热不能自动地从低温物体传到高温物体。在非自动的条件下，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影响（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

7、将进行自由膨胀，达到平衡后：［］(A)温度不变，熵增加。(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：由于是绝热容器，气体不与外界交换热量；由于气体向真空膨胀，未受到外界任何阻力，因而也不做功。基于以上两点，由热力学第一定律可知∆E=0，故气体的温度是不变的。理想气体的自由膨胀过程是典型的不可逆过程，不可逆过程熵增加。所以，只有答案(A)正确。习题5─7一定量的理想气PaPd体，分别经历如图(1)所示的babc过程(图中虚线ac为等温cefOO线)，如图(2)所示的def过程图(1)V图(2)V(图中虚线df

8、为绝热线)。判习题5―7图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de