1、单元习题热学模块一、 判断题：1、 只有处于平衡状态的系统才可用状态参数来表述。 （ ）2、 温度是标志分子热运动激烈程度的物理量，所以某个分子运动越快，说明该分子温度越高。 （ ）3、 某理想气体系统内分子的自由度为 i，当该系统处于平衡态时，每个分子的能量都等于 。 （ ）kTi24、 单原子分子的自由度为 3，刚性双原子分子的自由度为 5，刚性多原子分子的自由度为 6。 （ ）5、 理想气体物态方程 中，n 代表物质的量。 （ ）kTp6、 处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们的温度、压强都相同。 （ ）7、 两种理想气体温度相等，则分子的平
2、均平动动能不一定相等。（ ）8、 对给定理想气体，其内能只是温度的函数。 （ ）9、 热力学第一定律是能量转换和守恒定律，所以凡是满足热力学第一定律的热力学过程都能够实现。 （ ）10、 可逆过程一定是准静态过程，反之亦然。 （ ）11、 热力循环过程中只要给出高温热源的温度和低温热源的温度，都可以用公式 来计算热机效率。 （ ）12T12、 循环输出净功越大，则热效率越高。 （ ）13、 可逆循环的热效率都相等。 （ ）14、 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率。 （ ）15、 从增加内能的角度来说，作功和热传递是等效的，在本质上无差别。 （ ）16、 不可逆过程是不能回到初态的热力
3、过程。 （ ）17、 热机的循环效率不可能大于 1。 （ ）18、 气体膨胀一定对外做功。 （ ）二、 计算题1、 一容器内储有氧气，其压强为 ，温度为 27。atmp0.1求：（1）分子数密度；（2）氧分子质量；（3）氧气密度；（4）分子的平均平动动能；（5）分子间的平均距离。解：（1） kTpnp;（2） AmolNM（3） nV（4） kT2（5） nNVd132、一定质量的热力学系统，经历了由所列的 4 个过程组成的循环，请填充下表中空缺的数据。过程 Q/kJ W/kJ E/kJ1-2 0 13902-3 0 3953-4 0 -10004-1 0解题思路：完成本题目主要根据热力学第一
4、定律：系统从外界吸收的热量，一部分使系统的内能增加，另一部分使系统对外界作功。其数学表达式为： 。另外还要明确内能是状态WEQ)(12量，只要始末状态确定，无论经历什么热力学过程，内能都具有确定的值，内能的增量都相同。过程 Q/kJ W/kJ E/kJ1-2 1390 0 13902-3 0 395 -3953-4 -1000 0 -10004-1 0 -5 53、四冲程汽油内燃机的工作循环称为奥托(OTTO)循环。 设用理想气体作为工作物质， 进行如图 1 所求的循环过程。其中 ab 为绝热压缩过程，bc 为等体升压过程，cd 为绝热膨胀过程，da为等体降压过程，试求循环的效率，并用压缩比
5、V1/V2表示。解：求出整个循环过程中吸热 Q1 和放热 Q2，便可求出该循环效率，该循环只在等体过程中有热交换。bc 为等体升压过程，吸热为： )(23,1TCMmQVda 为等体降压过程，放热为： 14,2循环效率为： 231412T又因 ab ， cd 为绝热过程， 所以有： 1243121)(;)(VT由此得 1214312)(VT因而 1212)(4、一卡诺热机在 1000K 和 300K 的两热源之间工作，如果 (1)高温热源提高为 1100K；(2)低温热源降低为 200K，从理论上说，热机效率各可增加多少?为了提高热机效率哪一种方案为好?解：该卡诺热机在 1000K 和 300K 的两热源之间工作， ，12T%70130高温热源提高为 1100K： ，效率提高：%73.2103.2低温热源降低为 200K： ，效率提高：802%10提高热机效率降低低温热源温度的方案为好。5、如图 2 所示为一理想气体循环过程，其中 ab，cd 为绝热过程，bc 为等压过程， da 为等体过程，已知 Ta、T b、T c和 Td以及气体的热容比 ，求循环效率。图 1O VV2 V1Q1Q2abcdP解：bc 过程： 放热0)(, bcmpbcTCQda 过程： 吸热, davdadacbdabcT112O Vp abcd图 2
