1、第十三章 热力学基础 作业题班级： 学号： 姓名： 1一 简答题：1、 什么是准静态过程？答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。2、 什么是可逆过程，条件是什么？答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化条件一：无限缓慢的准静态过程；条件二：变化过程没有能量耗散。3、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同答案：相同点：都表示 1 摩尔气体温度升高单位温度时气体所吸收的热量。不同点：摩尔定体热容是 1 摩尔
2、气体，在体积不变的过程中，温度升高单位温度时气体所吸收的热量。摩尔定压热容是 1 摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高单位温度时气体所吸收的热量。两者之间的关系为 RCvp4、 简证热力学第二定律的两种表述的等效性。答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。第十三章 热力学基础 作业题班级： 学号： 姓名： 2反证法：在高温 T1 和低温 T2 之间。一，假设开氐说法不对，可以有热机从 T1 吸热 Q1 并完全作功 W=Q1，用此功推动另一致冷机从低温 T
3、2 吸热 Q2 并放热到高温热源 T1，放出的热量为Q1+Q2，则总效果为有热量 Q2 自发从低温 T2 传至高温 T1，克氐说法也不对。二，假设克氐说法不对，可以有热量 Q2 从低温 T1 传至高温 T1，现有另一热机从 T1 吸热 Q1 并对外作功 W，同时向 T2 放热 Q2，则总效果为从单一热源吸热并完全做功，开氐说法也不对。综上所述，两种说法等价。证毕。二、选择题1、在恒温水池中，一个气泡缓缓向上升起，在上升过程中（ C ）A.气泡的体积不变,内能减少，放出热量B.气泡的体积缩小,内能不变，放出热量C.气泡的体积增大,内能不变，吸收热量D.气泡的体积不变,内能增加，吸收热量2、对于定
4、量的理想气体，可能发生的过程是（A ）（A ) 等压压缩，温度降低 (B) 等温吸热，体积不变（C ）等容升温，放出热量 （D）绝热压缩，内能不变3、“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做功。”对此说法，有如下几种评论，正确的是( A ) （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。 第十三章 热力学基础 作业题班级： 学号： 姓名： 3（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。 4、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
5、和 ，则两者的大小关系为：（ C ）1S2（A） ； （B） ；1 1S2（C） = ； （D）无法确定。 25、如图：一绝热容器被隔板 K 隔开成 ab 两部分，已知 a 有一稀薄气体，b 内为真空。抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b，最终达到平衡状态，在此过程中（ B ）( A )气体对外做功，内能减少。(B) 气体不做功，内能不变。（C ）气体压强变小，温度降低。（D）气体压强变小，温度降低。三、填空题1、 质量为 64g 的氧气，温度从 10oC 升到 60oC， （1）体积不变,气体内能改变_2077.5J_、吸收的热量_2077.5J_；（2）压强不变气体内能的改变_2077.5
6、J_、吸收的热量、_2908.5J_。2、2mol惰性气体，在温度为 300K，压强为 时，等温地压缩到 ，51.0Pa52.01Pa气体放出的热量_3456.03J_。3、卡诺定理表明，相同的高低热源间工作任意工作物质的可逆机，都具有 相同的效率 。工作在相同的高温和低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能 第十三章 热力学基础 作业题班级： 学号： 姓名： 4大于 可逆机的效率。四、计算题1、如图所示为 1 摩尔氧气的循环过程，求（1）a 点的压强；（2）该循环过程所做的功；（3）循环效率。答案：解：先将 VT 图变为 PV 图（1） 234.01abTVm 5608.31.214aRTP
7、PaV（2） caQ=WRln8.60ln245.ab J5()(3).2bcVacCT7068725apb JcQ9.aJca 2810%10%9.3345.6.bW2、 有 1mol 的 CO2，作如图所示的循环过程，ca 为等温过程其中 ， ， 求（1）abPa510.310.mV320.mV过程吸收的热量， (2)该循环过程内能的变化， （3）循环的效率。答案：（1） KRVPTa 1.831.8020.351 KRVPTb 2.731.800.2351 第十三章 热力学基础 作业题班级： 学号： 姓名： 5吸 热， ,01.8).42.7(31.82JTCQPab（2） 0E（3）
8、放,01623ln.481.ln2 JVRWca 放 热,8.).7(.6)( bcbTCQ%8.41.01吸放3、 2mol 的 CO2 气体作如图所示的循环过程，其中 ab 过程为等温过程，已知， , ，求（1）等温线的温度， （2）循环Pa510.2Pa510.3210.mV效率。解：（1） 512240.67K831aVTR等 温 线 温 度(2),cbbc为 吸 热 过 程 ， 放 热23124.0PVm22ab11Q=WRTln=l8.40.67ln2.5J6().3(.1.3)0.caVacC822046782bPT JQ=10%9.6吸 放吸4、一热机在 1000K 和 300K 的两热源之间工作。如果高温热源提高到第十三章 热力学基础 作业题班级： 学号： 姓名： 61100K，低温热源降到 200K，求理论上的热机效率各增加多少？为了提高热机效率哪一种方案更好？答案 解：（1）效率 %70132T效率 7.1032T效率增加 .2%.（2）效率 8012效率增加 175、一理想气体作如图所示的循环过程，其中 ca 过程为绝热过程，证明其循环效率为 )1(21VPab 过程为吸热过程 )(MabPTCQ吸bc 过程为放热过程 )(cbV放)/1()(C1bacabPcVTTQ吸放12Tbc 12ba)(21V
