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热力学基础习题课

１．掌握功和热量的概念。 ２．掌握热力学第一定律，能熟练地分析和计算理 想气体在等值过程和绝热过程中的功、热量 和内能改变量。 ３．能熟练计算循环过程的效率（含卡诺循环）。 ４．理解可逆过程和不可逆过程。理解热力学第二 定律的两种叙述，了解两种叙述的等价性（不 要求证明）。. 热力学基础习题课. 教学要求:. 重点难点:. 1、热力学第一定律及其应用. (1)准静态过程的功和热量. 热量. 功. 摩尔热容. (2)热力学第一定律. 微变过程. 迈耶公式. 过程. 特征. 过程方程. 内能增量. 对外作功.

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  1. １．掌握功和热量的概念。 ２．掌握热力学第一定律，能熟练地分析和计算理 想气体在等值过程和绝热过程中的功、热量 和内能改变量。 ３．能熟练计算循环过程的效率（含卡诺循环）。 ４．理解可逆过程和不可逆过程。理解热力学第二 定律的两种叙述，了解两种叙述的等价性（不 要求证明）。 热力学基础习题课 教学要求:

  2. 重点难点: 1、热力学第一定律及其应用 (1)准静态过程的功和热量 热量 功 摩尔热容 (2)热力学第一定律 微变过程 迈耶公式

  3. 过程 特征 过程方程 内能增量 对外作功 吸收热量 摩尔热容 等容 等压 等温 绝热 热力学第一定律在四个等值过程中的应用 0 V=C P=C 0 T=C 0 Q=0

  4. 2、循环过程和卡诺循环 (1) 循环过程的特点 热机效率 致冷系数 热机效率总是小于1的，而致冷系数ω可以大于1。 (2)由两条等温线和两条绝热线组成的循环叫做 卡诺循环。

  5. 卡诺热机的效率 卡诺致冷机的致冷系数 3、热力学第二定律的定性表述 (1)热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述 是等价的，它揭示了一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。 (2)第二类永动机不可能。 (3)了解卡诺定理。

  6. 讨论1：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。 [D]

  7. 讨论2:“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时,吸收讨论2:“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时,吸收 的热量全部用来对外作功.”对此说法,有如下 几种评论,那种是正确的？ (A)不违反热力学第一定律,但违反热力学第二定律。 (B)不违反热力学第二定律,但违反热力学第一定律。 (C)不违反热力学第一定律,也不违反热力学第二定律。 (B)违反热力学第一定律,也违反热力学第二定律。 [C]

  8. 填空题： 所谓第二类永动机是指 它不可能制成是因为违背了_________________。 从单一热源吸热，在循环 中不断对外作功的热机。 热力学第二定律

  9. 例：理想气体内能不变的过程是 A 绝热过程和等温过程 B 循环过程和等容过程 C 等温过程和循环过程 D 等容过程和绝热过程 √

  10. P P V V O O 例：一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的 a b c过程，（图中虚线a c为等温线），和图（2） 所示的d e f过程（图中虚线d f为绝热线），判断 这两种过程是吸热还是放热。 （A）abc过程为吸热，def过程放热。 （B）abc过程为放热，def过程吸热。 （C）abc过程和def过程都吸热。 （D）abc过程和def过程都放热。 a 图（1） b c 图（2） d e f [A]

  11. P ① ② ③ O V 例:如图所示的三个过程，它们的初、终状态相同， 其中过程②为绝热过程，则 A 过程①吸热为正，过程③吸热为负 B 过程①吸热为负，过程③吸热为正 C 过程①、③均吸热为正 D 过程①、③均吸热为负 √

  12. V b a T 例：在V—T图上，理想气体经如图所示的状态变化 过程，则过程前后理想气体的内能 A 减少，理想气体在过程中对外作正功 B 减少，理想气体在过程中对外作负功 C 增加，理想气体在过程中对外作正功 D 增加，理想气体在过程中对外作负功 √ 等压膨胀、温度减小

  13. P P P P V V V V O O O O 例：基本训练P40-14，哪个过程可能实现？ （A） （B） 绝热 等温 等温 等温 等容 绝热 （C） √ （D） 等压 等容 绝热 绝热 绝热 等温

  14. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 例：基本训练P44-8，理想气体绝热自由膨胀。抽出 隔板，平衡时气体的压强是原压强的多少倍？ √ 绝热过程？等温过程？

  15. 例：理想气体经历如图所示的 a b c平衡过程，则该 系统对外作功W，从外界吸收的热量Q和内能的 增量E的正负情况如下： （A） E>0，Q >0，W<0。 （B） E>0，Q >0，W > 0。 （C） E>0，Q < 0，W<0。 （D） E < 0，Q < 0，W >0。 P c b √ a V

  16. 例：一汽缸内储有10mol的单原子分子理想气体，例：一汽缸内储有10mol的单原子分子理想气体， 在压缩过程中外界作功209J，气体升温1K， 此过程中气体内能增量为 ，外界 传给气体的热量为 。

  17. 例：一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功例：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J；若为双原子分子气 体，则需吸热J。

  18. 例：[基本训练P45-4] 有一卡诺热机，用29Kg空气 为工作物质，工作在27o C的高温热源与-73o C 的低温热源之间，此热机的效率= 。 若在等温膨胀的过程中气缸体积增大2.718倍， 则此热机每一循环所作的功为 。 （空气的摩尔质量为29*10-3kg.mol-1)

  19. P(105pa) A C 4 D B 1 V(m3) 2 5 8 例：一定量的理想气体，从A态出发，经P—V图中 所示的过程到达B态，试求在这过程中，该气 体吸收的热量。 解:

  20. a 例：一循环沿abcda进行,已知理想气体沿abc变化时作功6800J,沿cda变化时吸热3200J,dc两状态的内能差Ed-Ec=5800J,求此循环效率. P 等温 b d c 绝热 V 解:

  21. a b 2P c P V 2V 例：工作物质为双原子的理想气体,沿图示循环工作,ca为等温过程.求:(1)此循环效率=? (2)以此循环的最高温度和最 低温度工作的卡诺热机的效率 '=? 解：（1）双原子 由气态方程

  22. a b 2P c P V 2V ab等压过程 吸热 bc等容过程 放热 Ca等温过程 放热 （2）卡诺循环

  23. b P b 6 2P c c P a d a 2 V 25 50 V 2V 基本训练P42-1 基本训练P46-2 P V

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