大学物理习题册答案(8)

胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至回复初温为止．把氦气视为理想气体。试求：在p―V图上大致画出气体的状态变化过程；

(2) 在这过程中氦气吸热多少？

(3) 氦气的内能变化多少？(4) 氦气所作的总功是多少？ 解：(1) 如图

V1V2M5 ，T2 2T1 600K,Q12 Cp(T2 T1) 2 8.31 300 12465J T1T2Mmol2

绝热过程Q23 0, 因此Q Q12 Q23 12465J

(3) 因始末状态温度相同, E 0

(4) 根据热力学第一定律Q E A得 A Q 12456J

(2) 等压过程

练习 十六

知识点：循环过程、卡诺循环、热机效率、热力学第二定律、熵

一、选择题

1． 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小（图中阴影部分）分别为和S2，则两者的大小关系为： （ ）

（A）S1>S2； （B）S1<S2； （C）S1=S2； （D）无法确定。

S1

解：(C)绝热过程A E,内能改变相同,功相等,功的大小等于曲线下的面积. 2． “理想气体与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，哪个是正确的？ （ ）

（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； （D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。

解(C)热力学第一定律说明任何过程能量守恒,热力学第二定律说明并非能量守恒的过程都能实现.热力学第二定律的开尔文表述中强调的是不可能制成一种循环动作的热机

3． 一热机由温度为727℃的高温热源吸热，向温度为527℃的低温热源放热，若热机在最大可能效率下工作、且吸热为2000焦耳，热机作功约为 （ ）

（A）400J； （B）1450J； （C）1600J； （D）2000J； （E）2760J。 解 (A)A 1 T2 1 800 0.2,A 0.2Q 400J

QT11000

4． 在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的？ （ ）

（A）能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功； （B）其他循环的热机效率不可能达到可逆卡诺机的效率，因此可逆卡诺机的效率最高； （C）热量不可能从低温物体传到高温物体；

（D）绝热过程对外作正功，则系统的内能必减少。解 (D)Q A E

5 ． 1mol单原子理想气体从初态（p1、V1、T1）准静态绝热压缩至体积为V2其熵 （ ）

（A）增大； （B）减小； （C）不变； （D）不能确定。 解 (C)准静态绝热过程是可逆的,可逆的绝热过程是等熵过程.

6 ． 一定量的理想气体向真空作自由膨胀，体积由V1增至V2，此过程中气体的 （ ）

（A）内能不变，熵增加； （B）内能不变，熵减少； （C）内能不变，熵不变； （D）内能增加，熵增加。

解(A)自由膨胀过程是不可逆的,对可逆过程才能把dQ/T理解为熵的变化.自由膨胀过程中内能不变,温度不变,熵是状态的单值函数,可设想一等温过程求自由膨胀过程中的熵变. 二、填空题

1． 一卡诺热机（可逆的），低温热源为27℃，热机效率为40%，其高温热源温度为________K。今欲将该热机效率提高到50%，且低温热源保持不变，则

p高温热源的温度增加________K。500K，100K 2． 有v摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，ba为等压过程，pc=2pa，在此循环过程中气体净吸收热量为Q=_______vCp a

b

(Tb Ta)。（填：>、<或=）。

解： .由功的大小与p V图上曲线下的面积关系讨论

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