《大学物理学Ⅰ》热力学基础一、选择题1．如图所示，bca 为理想气体的绝热过程，b 1a 和b 2a 是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是 ( )（A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功； （D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 过程吸热、作正功。
2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且他们的压强相等，即A B P P 。
问在状态A 和状态B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然 ( ) （A ）对外作正功；（B ）内能增加； （C ）从外界吸热；（D ）向外界放热。
3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( ) （A ）6J ； （B ）3J ； （C ）5J ； （D ）10J 。
4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（ ）5．一台工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J ，则对外做功（ ）（A ）2000J ； （B ）1000J ； （C ）4000J ； （D ）500J 。
A （）C （）B （）D （）6．根据热力学第二定律（ ）（A ）自然界中的一切自发过程都是不可逆的； （B ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；（C ）热量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； （D ）任何过程总是沿熵增加的方向进行。
7．如图所示为一定量的理想气体的p —V 图，由图可得出结论 ( )（A ）ABC 是等温过程；（B ）B A T T >； （C ）B A T T <； （D ）B A T T =。
8．对于室温下定体摩尔热容 2.5V C R =的理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外做功与从外界吸收的热量之比/W Q 等于 （ ） （A ）1/3； （B ）1/4； （C ）2/5； （D ）2/7。
9．气缸内储有2.0mol 的空气，温度为27℃，若使空气的体积等压膨胀到原来的3倍，则因为空气而对外界所作的功为 （ ）（A ）897J ； （B ）4986J ； （C ）9972J ； （D ）14958J 。
10．一定量的理想气体，处在某一初始状态，现在要使它的温度经过一系列状态变化后回到初始状态的温度，可能实现的过程为 （ ）（A ）先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而增大压强； （B ）先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强； （C ）先保持体积不变而使它的压强增大，接着保持压强不变而使它体积膨胀； （D ）先保持体积不变而使它的压强减小，接着保持压强不变而使它体积膨胀。
11．气体的定压摩尔热容P C 大于定体摩尔热容V C ，其主要原因是 ( ) （A ）膨胀系数不同； （B ）温度不同； （C ）气体膨胀需作功； （D ）分子引力不同。
12．压强、体积和温度都相同（常温条件）的氧气和氦气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的功之比为 ( )（A ）1:1； （B ）5:9； （C ）5:7； （D ）9:5。
13．一摩尔单原子理想气体，从初态温度1T 、压强1p 、体积1V ，准静态地等温压缩至体积2V ，外界需作多少功？ ( )（A ）121lnV V RT ； （B ）211ln V VRT ； （C ）)(121V V p -； （D ）1122V p V p -。
)33m -533/(10)V m 213314．对于理想气体系统来说，在下列过程中，那个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做功三者均为负值 ( )（A ）等容降压过程；（B ）等温膨胀过程；（C ）等压压缩过程；（D ）绝热膨胀过程。
15．如图所示，一定量的理想气体经历ACB 过程时吸热700 J ，则经历ACBDA 过程时吸热为 ( )（A ）700 J ； （B ）-700 J ； （C ）500 J ； （D ）-500 J 。
16．“理想气体和单一热源接触做等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功”。
对此说法，有以下几种评论，哪个正确？ ( )（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。
17．在P V -图上有两条曲线abc 和a d c ，由此可以得出以下结论： ( ) （A ）其中一条是绝热线，另一条是等温线； （B ）两个过程吸收的热量相同； （C ）两个过程中系统对外作的功相等； （D ）两个过程中系统的内能变化相同。
18．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1S 和2S ，则两者的大小关系为：( ) （A ）12S S >；（B ）12S S <；（C ）12S S =；（D ）无法确定。
19．关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法：（1）可逆过程一定是准静态过程；（2）准静态过程一定是可逆过程； （3）对不可逆过程，一定找不到另一过程使系统和外界同时复原； （4）非静态过程一定是不可逆过程。
以上几种说法，正确的是： ( )（A ）（1）（2）（3）； （B ）（2）（3）（4）； （C ）（1）（3）（4）； （D ）（1）（2）（3）（4）。
53)m213)5P 20．一绝热容器被隔板分为两半，一半是为真空，一半为理想气体，若抽去隔板，气体将自由膨胀，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。
二、填空题1．有1mol 刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀中对外做功W ，则其温度变化T ∆= ；从外界吸收的热量P Q = 。
2．有1mol 单原子分子理想气体，从状态111( )A p V T ，，变化至状态 222( )B p V T ，，，如图所示，则此过程气体对外做功W = ；吸收热量Q = 。
3．如图所示，一定量理想气体经历一循环过程，则该气体在 循环过程中吸热和放热的情况是：1→2过程： ，2→3过程： ，3→1过程： 。
4．如图所示，一理想气体系统由状态a 沿acb 到达状态b ，系统吸收热量350J ，而系统做功为130J 。
（1）经过过程adb ，系统对外做功40J ，则系统吸收的热量Q 1= 。
（2）当系统由状态b 沿曲线ba 返回状态a 时，外界对系统做功为60J ，则系统吸收的热量Q 2= 。
5．如图所示，一定量的空气由状态A 沿直线AB 变化到状态B ，则此过程气体所作的功W = 。
6．一压强为510Pa ，体积为3310m -的氧气自27℃加热到127℃，若保持压强不变，需要热量为 ，对外作功为 ；（2）若保持体积不变，需要热量为 ；，对外作功为 。
7．如图，使1mol 的氧气（1）由A 等温地变到B ， （1）氧气所作的功W 1= 焦耳， 吸收热量Q 1= 焦耳；（2）由A 等体地变到C ，再由C 等体地变到B ， 氧气所作的功W 2= 焦耳， 吸收热量Q 2= 焦耳。
8．1mol 的氢气在温度为300Κ，体积为0.025m 3的状态下经过一个热力学过程变为原来体积的两倍，（1）若热力学过程是等压膨胀，氢气吸收的热量P Q = ，对外作功O2)TP W = ；（2）若热力学过程是等温膨胀，氢气吸收的热量V Q = ，对外作功V W = ；（3）若热力学过程是绝热膨胀，氢气吸收的热量Q = 。
9．如图所示，容器中间为隔板，左边为理想气体，右边为真空。
今突然抽去隔板，则系统对外作功W = 。
10．有ν摩尔理想气体，作如图所示的循环过程a cb a ， 其中a cb 为半圆弧，b a 为等压过程，a c p p 2=，在此 循环过程中气体净吸收热量为Q ()p b a v C T T -。
（填：>、<或=）。
11．一可逆卡诺机的高温热源温度为127℃，低温热源温度为27℃，其每次循环对外做的净功为8000J 。
则此热机的效率为 ，从高温热源吸收 的热量。
今维持低温热源温度不变，提高高温热源的温度，使其每次循环对外做的净功为10000J ，若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间。
则第二个热循环机从高温热源吸收 的热量，其效率为 ，高温热源的温度为 。
12．某人每天大约向周围环境散发6810J ⨯热量，若该人体温为310K ，周围环境温度为300K ，忽略该人每天进食带到体内的熵，则他每天的熵变为 1J K -⋅；周围环境每天的熵变为 1J K -⋅；该人与环境每天的总熵变为 1J K -⋅。
三、计算题 1．如图所示，系统从状态A 沿ABC 变化到状态C 的过程中，外界有326 J 的热量传递给系统，同时系统对外作功126 J 。
当系统从状态C 沿另一曲线CA 返回到状态A 时，外界对系统作功52 J ，则此过程中系统热还是放热？2．空气由压强为51.5210Pa ⨯，体积为335.010m -⨯的状态等温膨胀到压强为51.0110Pa ⨯，然后再经等压压缩到原来的体积。
计算空气所作的功。
3．0.32kg 的氧气作如图所示的ABCDA 循环，设212V V =，1300T K =，2200T K =，求循环的效率。
4．如图所示是某单原子理想气体循环过程的V ―T 图，图中2C A V V =，问（1）图中所示循环是代表制冷机还是热机？（2）如果是正循环（热机循环），求出循环效率。
ba p pAV CV5．一热机低温热源温度为7℃，效率为40%，若将其效率提高到50%，则高温热源提高了多少？ 6．一小型热电厂内，一台利用地热发电的热机工作于温度为227℃的地下热源和温度为27℃的地表之间，假定该热机每小时能从地下热源获取111.810J ⨯的热量，则理论上热机的最大功率为多少？7．有mol ν定体热容32V C R =的理想气体，从状态A （A P 、A V 、A T ）分别经如图所示的ADB过程和ACB 过程，到达状态B （B P 、B V 、B T ）。
问在这两个过程中气体的熵变各为多少？图中AD 是等温线。
AC BDA P P =D P =。