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热学部分测试题答案

基础物理（II ）第12、13章测验试题

专业姓名学号（波尔兹曼参数：k=1.38×10-23J ·K -1; 摩尔气体常数：R=8.31J ·mol -1）

一、单选题（共30分,每小题3分）

1. 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（ C ）

(A)温度、压强均不相同. (B)温度相同，但氦气压强大于氮气压强.

(C)温度、压强都相同. (D)温度相同，但氦气压强小于氮气压强.

分析过程：由于分子平均平动动能相同，则温度T 相同，又因分子数密度相同得出n 相同，由p=nkt ，所以p 相同

2．三个容器A 、B 、C 中装有同种理想气体，其分子数密度n 相同，而方均根速率之比为()()()1/21/21/2222

::1:2:4A B C v v v =，则其压强之比::A B C p p p 为（ C ）

(A)1:2:4 (B)1:4:8 (C)1:4:16 (D) 4:2:1 分析过程：由p=nkt 和m

kT v rms 3=可知，n 相同，同种气体m 相同 3.在一个体积不变的容器中，储有一定量的某种理想气体，温度为T 0时，气体分子的平均速率为0v ，分子平均碰撞次数为0Z ，平均自由程为0λ，当气体温度

升高为4 T 0时，气体分子的平均速率v ，分子平均碰撞次数Z ，平均自由程λ分

别为（ B ） (A) 0004,4,4v v Z Z λλ=== (B) 0002,2,v v Z Z λλ=== (C) 0002,2,4v v Z Z λλ=== (D) 0004,2,v v Z Z λλ=== 分析过程：由m kT v π8=知，02v v =，由n v d Z 22π=知，02Z Z =,由p d kT 22πλ=和PV=nkT 又因为体积不变，公式可变形为n

d V V nkT

d kT

2222ππλ==知0λλ= 4.已知n 为单位体积的分子数，()f v 为麦克斯韦速率分布函数，则()nf v dv 表示（ B ）

(A) 速率v 附近，dv 区间内的分子数

(B) 单位体积内速率在v ～v+dv 区间内的分子数

(D) 单位时间内碰到单位器壁上速率在v ～v+dv 区间内的分子数

5．如图所示，bca 为理想气体绝热过程，b1a 和b2a 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（ B ）

(A) b1a 过程放热，作负功；b2a 过程放热，做负功；

(B) b1a 过程吸热，作负功；b2a 过程放热，做负功；

(D) b1a 过程放热，作正功；b2a 过程吸热，做正功；分析过程：由?=pdv W 知系统是做负功，由于bcas 是绝热过程，由热力学第一定律可知，bca W E -=?，另外由图可知a b bca a b W W W 12 ，则a b b c a a b W W W 12 ，对于b1a 过程：01=+?+?=bca a b W E W E Q ，故可知是吸热过程，同理b2a 是放热过程。

6.两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始时它们的压强和温度都相同，现将3J 热量传给氦气，使之升高到一定的温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量为（ C ）

(A) 6J (B)3J (C) 5J (D)10J 分析过程：体积不变，说明系统不做功热力学第一定律变为E ?=Q ,而理想气体的内能公式为T R i M m E ?=

?2,欲使两气体的温度升高相同，须传递的热量)i :)i :2222

2H e e H e H H H H H H M m M m Q Q （（=。再由RT M

m PV =,初始时它们都具有同样的温度、压强和体积，因而物质的量相同，所以35i :i :e H e 22：==H H H Q Q

7.如图，一定量的理想气体由平衡态A 变到平衡态B ，且

它们的压强相等，则在状态A 和状态B 之间，气体无论经

过的是什么过程，气体必然（ B ）

(A)对外作正功 (B)内能增加

(C)从外界吸热 (D)向外界放热

分析过程：因为内能的是状态参量，至于系统的始末状态

有关，由图可知B A V V ,则A B T T 8.下列四个假想的循环过程，在理论上可实现的为（ B ）

分析过程：绝热线不可能相交，故排除C 、D ，又因绝热线比等温线陡排除A V 绝热等温

p V 等温绝热 B o p

p V 绝热绝热

等温 D o 绝热绝热 C V

o p p

O V b a c 1 2 p V

A B O

9. 一台工作于温度分别为327o C 和27o C 的高温热源和低温源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2 000 J ，则对外作功（ B ）

(A) 2000 J (B) 1000 J (C) 4000 J (D) 500 J 分析过程：由热机效率可知2

1112=-=T T η 10. 根据热力学第二定律（ A ）

(A) 自然界中一切自发过程都是不可逆的；

(B) 不可逆过程就是不能向反方向进行的过程；

(D) 任何过程总是沿着熵增加的方向进行。

二、填空题（共30分,每空3分）

1.室内生起炉子后，温度从15o C 上升到27o C ，设升温过程中，室内的气压保持不变，则升温后室内分子数减少的百分比为 4% 。

分析：因为在温度升高的过程中，压强和气体的体积都不发生变化，只有分子数密度发生变化利用理想气体物态方程RT PV ν=分别求出两种温度下的气体分子数密度即可求解。

解：温度为15o C 时288

1111R pV RT pV RT pV ==?=νν 温度为27 o C 时300

2222R pV RT pV RT pV ==?=νν 2．在容积为332.010m -?的容器中，有内能为26.7510J ?的刚性双原子分子理想气体，则气体的压强为Pa 51035.1?；若容器中分子总数为225.410?个，则分子的平均平动动能J 211049.7-?，温度为K 21062.3?。

分析：（1）一定量理想气体的内能RT i M m E 2

=，对刚性双原子分子而言，i=5.由上述内能公式和理想气体物态方程RT M

m PV =可解得气体的压强。（2）求得压强后，再依据题给数据可求得分子数密度，则由公式p=nkT 可求气体温度，气体的平均平动动能可由23KT k =ε求出。

解：（1）由RT i M m E 2=和RT M

m PV =可得气体的压强Pa iV E p 51035.12?== （2）气体分子的平均平动动能为J KT k 211049.723-?==ε

（3）分子数密度V N n =，则该气体的温度()()K Nk PV nk P T 21062.3?===

3. 如图示两条()~f v v 曲线分别表示氢气和氧

气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线，从图

上数据可求出氧气的最概然速率为

22/100.5s m ?. 分析：由最概然速率M RT v p 2=知在相同的温度下，由于不同气体的摩尔质量不同，他们的最概然速率也不一样，因为氢气的摩尔质量比氧气的小，所以可以判断图中给出的是氢气的最概然速率。利用M RT v p 2=即可求解

解：由分析知氢气分子的最概然速率为

利用162

2=H O M M 可得氧气分子的最概然速率为 4. 汽缸内储有2.0mol 的空气，温度为27o C ，若维持压强不变，而使空气的体积膨胀到原体积的3倍，则空气膨胀时所作的功为J 31097.9?.

分析：本题是等压膨胀过程，气体做功)(122

1V V P PdV W V V -==? 其中压强P 可以通过物态方程求得。

解：根据物态方程11RT pV ν= ，气缸内气体的压强11V RT p ν=，则做功为()J RT V V V RT V V p W 311121121097.92

)(\?==-=-=νν

5.如图所示，使1mol 氧气由A 等温地变到B ，则氧

气所作的功为 J 102.773? ；若由A 等体地变

到C ，再由C 等压地变到B ，则在该过程中氧气吸收

的热量为 J 102.03? 。

分析过程：1mol 氧气,

由J 102.77V V ln T p V V ln W 3A

B A A B A A B ?=====

??RT dV V RT pdV ACB 过程吸收的热量为：()()C B p A C V AC ACB T T C M

T T C M Q Q -+-=+=m ,m ,CB m m Q 6.1mol 氢气在温度300K ，体积为0.025 m 3的状态下经过绝热膨胀体积变为原来

的两倍，此过程中气体对外作功为(氢气的摩尔定压热容与摩尔定体热容比值=1.41) J 101.513? 。

分析过程：由于是绝热过程，21211r 1T V T V r --=,122V V =, 求出2T ,再根据()12m ,T T C W V --=ν求出对外做的功

()

f v 1

/m s -?v 2 000 o

7.一卡诺热机的低温热源温度为7o C ，效率为40%，若要将其效率提高到50%，高温热源的温度需要提高 93.3 o C 。分析过程：由4.028011112='-=-=T T T η,5.0280111

12="-=-=T T T η,'-"=?11T T T 三、计算题（共40分,每小题8分）

1. 一容器内储有氧气，其压强为51.0110Pa ?，温度为o 27.0C ，求：

(1) 气体分子的数密度；

(2) 氧气的密度；

(3) 分子的平均平动动能；

(4) 分子间的平均距离.（设分子间均匀等距排列）

分析：在题中压强和温度的条件下，想起可视为理想气体，因此，可由理想气体的物态方程、密度的定义以及分子的平均平动动能与温度之间的关系等求解，。有因可将分子看成是均匀等距排列的，故每个分子占有的体积为30d V =，由数密度的含义可知n

V 10=，d 即可求出。解：（1）单位体积分子数 3251044.2-?==m kT p n

（2）氧气的密度 33.1-?===m kg RT pM V m ρ

（3）氧气分子的平均平动动能 J KT k 211021.623-?==ε

（4）氧气分子的平均距离 m n d 931045.31-?==

通过本题的求解，我们可以对通常状态下的理想气体的分子数密度、平均平动动能、分子间平均距离等物理量的数量级有所了解。

有N 个质量均为m 的同种气体分子，它们的速

率分布如图所示.

(1)说明曲线与横坐标所包围面积的含义；

(2)由N 和0v 求a 值； (3)求在速率v 0/2到3v 0/2间隔内的分子数；

(4)求分子的平均平动动能.

分析：处理与气体分子速率分布曲线有关的问题时，

关键要理解分布函数()v f 的物理意义。()Ndv dN v f =题中纵坐标dv dN v Nf =)(，即处于速率v 附近单位速率区间内的分子数。同时要掌握)(v f 的归一化条件，即?∞

=01)(dv v f 。在此基础上，根据分O v 0 2v 0 v

Nf (v ) a

布函数并运用数学方法（如函数求平均值或极值等），即可求解本题。解：（1）由于分子所允许的速率在0到02v 的范围内，由归一化条件可知图中曲线显得面积

即曲线下面积表示系统分子总数N.

(2)由于N v v a av S =-+=)2(21000，所以0

32v N a = （3）速率在23200v v 到间隔内的分子数为

由图可得()??

???=a v av v Nf 0 00020v v v v v ≤<≤≤ 所以?

??+=23223200000)()()(v v v v v

v dv v Nf dv v Nf dv V f N =N 12

7 所以速率在23200v v 到间隔内的分子数N 12

7 （4）先求分子的速率的平方的平均值

所以分子的平均平动动能为

一压强为1.0×105 Pa ，体积为1.0×10-3 m 3的氧气自0o C 加热到100o C ，问：

(1)当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？

(2)在等压和等体过程中各作了多少功？分析：（1）由热力学公式T C Q m ?=ν 按照热力学第一定律，在等体过程中，T C E Q m V V ?=?=,ν；在等压过程中，T C E dV p Q m p p ?=?+?=?,ν（2）求过程的做功冗长有两个途径。①利用公式?=dV V p W )(；②利用热力学第一定律求解。在本题中热量Q 已经求出，而内能变化可由()12,T T C E m V -=?ν得到。从而求得功W 。

解：根据题给初态条件得到氧气的物质的量为氧气的摩尔定压热容R C m P 27,=，摩尔定容热容R C m V 2

5,=。（1）求V p Q Q ,

等压过程氧气（系统）吸热

T C E dV p Q m p p ?=?+?=?,ν=128.1J

等体过程氧气（系统吸热）

T C E Q m V V ?=?=,ν=91.5J

P V

V 1 V 2 1

(2)按照分析中的两种方法做功值

解1 ①利用公式?=dV V p W )(求解。在等压过程中，M mRdT dV P dW =

?=，则得

而在等体过程中，因气体的体积不变，故做功为0)(==?dV V p W V

② 利用热力学第一定律W E Q +?=求解。氧气的内能变化为

由于在（1）中已求出V p Q Q ,，则在由热力学第一定律可得在等压过程、等体过程中所作的功分别为

4. 一定量的理想气体，经历如图所示的循环过程，其中AB 和CD 是等压过程，BC 和DA 是绝热过程. 已知 B 点的温度TB=T1，C 点的温度TC=T2 .

(1)试证明该热机循环效率为 . (2)这个循环是卡诺循环吗？分析：首先分析判断循环中各过程的吸热，放热情况。BC 和DA 是绝热过程，故DA BC Q Q ,均为零；而 AB 为等压膨胀过程（吸热），CD 为等压压缩过程（放热），这两个过程所吸收和放出的热量均可由相关的温度表示。再利用绝热和等压的过程方程，建立四点温度的联系，最终可以得到求证的形式。

证：（1）根据分析可知

()())1()1(1111,,B A C D B C A B D C A B m P C D m P AB CD

T T T T T T T T T T T T C M

m T T C M m Q Q ---=---=---=-=η（1）与求证的结果比较，只需证得B A C D T T T T =为此，对AB,CD,BC,DA 分别列出过程方程如下

B B A A T V T V = （2）

D D C C T V T V = （3）

C C B B T V T V 11--=γγ （4）

A A D D T V T V 11--=γγ （5）

联立求解上述各式，可证 5. 证明理想气体绝热自由膨胀过程是不可逆的 .

证明：在这个过程中满足熵增加原理，故是不可逆的

气体绝热自由膨胀，有： δQ=0 δW=0 dU=0对理想气体，由于焦尔定律，膨胀前后温度T0不变。为计算这一不可逆过程的熵变，设想系统从初态（T0，V1）到终态（T0，V2）经历一可逆等温膨胀过程，可借助此可逆过程（如图）求两态熵差。 211/T T η=-V p

O A D C B

1/T T η=-

S > 0证实了理想气体绝热自由膨胀是不可逆的。

工程热力学考研试题及答案

1．湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中，不相互独立的一对是（D ）D ．(p,t)2．在不可逆循环中（B ）A ． ??>?ds T q B ． ??t w >t C ．t DP =t w =t D ．t w > t DP >t 6．如果孤系内发生的过程都是可逆过程，则系统的熵（C ） A ．增大 B ．减小 C ．不变 D ．可能增大，也可能减小21．理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数，当n ＝ ∞ 时，即为等体过程。 7．pdv dT c q v +=δ适用于（A ）A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体 D ．不可逆过程，实际气体 8．电厂蒸汽动力循环回热是为了（C ）A ．提高循环初参数 B ．降低循环终参数C ．提高平均吸热温度 D ．提高汽轮机的相对内效率 9．活塞式压气机采取分级压缩（ C ）A ．能省功 B ．不能省功 C ．不一定省功 D ．增压比大时省功 10．理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大，将使生产1kg 压缩空气的耗功量（C ）A 增大 B ．减小C ．不变 D ．的变化视具体压缩空气的耗功量 11．下列各项中，不影响燃烧过程热效应的是（C ）A ．反应物的种类 B ．反应温度C ．反应速度D ．反应压力 12．欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用（C ）A ．渐缩喷管B ．渐扩喷管C ．缩放喷管D ．前后压差较大直管 13．水蒸汽h －s 图上定压线（C ．在湿蒸汽区是直线，在过热蒸汽区是曲线 14．为提高空气压缩制冷循环的制冷系数，可以采取的措施是（D ） A ．增大空气流量 B ．提高增压比C ．减小空气流量 D ．降低增压比 15．在范德瓦尔方程中，常数b 为考虑气体而引入的修正项。（C ）A 分子间内位能 B ．分子运动动能C ．分子本身体积D ．分子间相互作用力二、多项选择题16．理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等于（AC ）A ．2 1 p p RT ln B ．1 2p p RT ln C ．1 2v v RT ln D ．2 1v v RT ln E ．(p 2v 2－p 1v 1) 17．vdp dh q －=δ适用于 AC A ．可逆过程，理想气体 B ．不可逆过程，理想气体 C ．可逆过程，实际气体D ．不可逆过程，实际气体 E ．任意过程，任意气体 18．再热压力若选得合适，将使（BCDE ） A ．汽耗率提高 B ．热耗率提高 C ．循环热效率提高 D ．排汽干度提高 E ．平均吸热温度提高 19．马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时，如果把喷管的渐扩段尾部切去一段，在其他条件不变的情况下，其（BDE ）A ．流量变小B ．流量不变 C ．流量变大 D ．出口压力变大E ．出口速度变大 20．不可逆循环的热效率（BE ） A ．低于可逆循环的热效率 B ．在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率 C ．高于可逆循环的热效率 D ．在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E ．可能高于，也可能低于可逆循环的热效率三、填空题 22．在一定的压力下，当液体温度达到饱和时，继续加热，立即出现强烈的汽化现象。 23．湿空气的绝对温度是指lm 3湿空气中所含水蒸汽的质量。 24．火电厂常用的加热器有表面式和混合式。 25．可逆绝热地压缩空气时，无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机，气体在压气机内的状态变化规律是相同的。 26．理想气体的绝热节流效应是零效应。 27．利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时，应使用公式 Q ＝V 0 )t |c -t |(c 1t 0'p 2t 0'p 1 2?? 。 28．图示通用压缩子图上一状态点A ，其位置表明：在该状态下气体分子之间的相互作用力主要表现为排斥力。

大学物理章热力学基础试题.doc

第 9 章热力学基础一、选择题 1.对于准静态过程和可逆过程 , 有以下说法．其中正确的是 [ ] (A)准静态过程一定是可逆过程 (B)可逆过程一定是准静态过程 (C)二者都是理想化的过程 (D)二者实质上是热力学中的同一个概念 2.对于物体的热力学过程 , 下列说法中正确的是 [ ] (A)内能的改变只决定于初、末两个状态,与所经历的过程无关 (B)摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C)在物体内 , 若单位体积内所含热量越多 , 则其温度越高 (D)以上说法都不对 3.有关热量 , 下列说法中正确的是 [ ] (A)热是一种物质 (B)热能是物质系统的状态参量 (C)热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D)热传递是改变物质系统内能的一种形式 4.关于功的下列各说法中 , 错误的是 [ ] (A)功是能量变化的一种量度 (B)功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C)气体从一个状态到另一个状态 , 经历的过程不同 , 则对外作的功也不一样 (D)系统具有的能量等于系统对外作的功

5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 式p d V M R d T 表示 [ ] (A)等温过程(B)等压过程 (C) 等体过程(D)绝热过程 6.理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式 , 式V d p M R d T 表示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式V d p pdV 0表示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 8.理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式 , 则式 M V d p p dV R d T 表示 [ ] (A)等温过程(B)等压过程 (C)等体过程(D)任意过程 9.热力学第一定律表明 : [ ] (A)系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C)不可能存在这样的循环过程,在此过程中,外界对系统所作的功

《工程热力学》期中测试题参考答案

1 一、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”，每小题2分，共20分） 1. 理想气体只有取定比热容时，才能满足迈耶公式c p -c v =R g 。………………………………………（ × ） 2. 经不可逆循环，系统与外界均无法完全恢复原态。…………………………………………………（ × ） 3. 某容器中气体的压力为1MPa ，而被密封在压力为0.5MPa 的空间中用来测量该容器压力的压力表的读数是0.5MPa 。………………………………………………………………………………………（ √ ） 4. 由于Q 和W 都是过程量，故(Q-W) 也是过程量。…………………………………………………（ × ） 5. 活塞式压气机应采用隔热措施，使压缩过程接近绝热过程。………………………………………（ × ） 6. 系统中发生吸热过程系统熵必增加。………………………………………………………………（ × ） 7. 只要知道闭口系统发生某个过程前后的熵差值就可求出整个过程中系统与外界交换的热量。（ × ） 8. 热力学恒等式du =Tds -pdv 与过程可逆与否无关。…………………………………………………（ × ） 9. 对于可逆过程有δQ =T d S ，对于不可逆过程有δQ ＞T d S 。…………………………………………（ × ） 10. 理想气体的内能、焓和熵都是温度的单值函数。…………………………………………………（ × ）二、选择题（每小题3分，共30分） 1.工质进行了一个吸热，升温，压力增加的多变过程，则多变指数n 满足：…………………………（ C ） A. 0k D 不能确定 2. 系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个：……………（ D ） A 可逆绝热压缩过程； B 不可逆绝热压缩过程； C 边压缩边吸热过程； D 边压缩边放热过程 3. 一定量的理想气体经历一个不可逆过程，对外做功15kJ ，放热5kJ ，则气体温度变化为：………（ B ） A 升高； B 降低. C 不变 D 不能确定 4. 对于理想气体，下列参数中（）不是温度的单值函数。……………………………………（ D ） A 内能 B 焓 C 比热 D 熵 5.0v q c dT δ-=适用条件为：…………………………………………………………………………（ C ） A 理想气体可逆过程； B 理想气体绝热过程； C 理想气体可逆定容过程； D 理想气体可逆定温过程 6. 在相同温度下，蒸发与沸腾所需要的汽化潜热……………………………………………………（ B ） A 沸腾时大于蒸发； B 沸腾时等于蒸发； C 沸腾时小于蒸发； D 不能确定其大小 7. 某制热机的制热系数等于5，则该制热机作为制冷用时，其制冷系数等于………………………（ C ） A 6； B 5； C 4； D 无法确定 8. 两种性质不同，但状态相同的气体作绝热混合，其熵变为………………………………………（ C ） A 零 B 负 C 正 D 不确定 9. 确定湿蒸汽状态的条件是……………………………………………………………………………（ C ） A.压力与温度； B.压力或温度； C.压力与比容； D.温度或比容 10. 夏天时对绝热刚性密闭房间中所安装的空调器通电启动，如取房间空气为系统，则过程中的能量关系有……………………………………………………………………………………………………（ B ） A Q >0，ΔU >0，W >0； B Q <0，ΔU <0，W <0； C Q >0，ΔU >0，W =0； D Q <0，ΔU =0，W <0 三、证明题（共10分）设某种气体的热力学能可能表示为u =a+b pv ，式中a 、b 为常数。试证明：当气体经过一个无耗散现象的准静态绝热过程时，有pv (b+1)/b =常数。证明：根据热力学第一定律，对于可逆过程有： δq =d u +p d v (1) 由题设可知，气体经过一个无耗散现象的准静态绝热过程，则δq =0。 u =a+b pv ? d u =b p d v +b v d p (2) 将式（2）代入式（1）可得： (b+1)p d v +b v d p =0?[(b+1)/b]d v/v +d p /p =0 ?pv (b+1)/b =常数证毕。四、计算题（共40分，每小题20分） [1]两股理想气体流A 、B 在密闭刚性的容器中进行绝热混合，其压强分别为p A =16MPa 、p B =25MPa ，温度T A = T B =400K ，质量流量均为 A m = B m =1kg/s ，求混合后理想气体流能达到的最大压力p max 。解：设绝热稳定混合的理想气体温度为T ，根据绝热稳定混合能量方程可得： A m c p T A +B m c p T B = c p (A m +B m )T （1）（4分）由T A = T B 和A m =B m ，则有T = T A = T B 。（6分）将密闭刚性的容器及其密闭刚性的容器中的两股理想气体流A 、B 视为研究的系统，则该系统为孤立系统，其熵变满足： ΔS iso =ΔS A +ΔS B ≥0 （2）（9分）由于ΔS A =A m c p ln T /T A -A m R g ln p /p A =0-A m R g ln p /p A ，ΔS B =B m c p ln T /T B -B m R g ln p /p B =0-B m R g ln p /p B （14分）则： ΔS iso =-A m R g ln p /p A -B m R g ln p /p B ≥0 （17分）即： p 2≤p A p B ，故p max =(p A p B )1/2=20 MPa （20分） [2]已知空气瓶A 的体积为20.0L ，内有压力为10.0MPa 的空气；空气瓶B 的体积为40.0L ，内有压力为5.0MPa 的空气，现用抽气体积为0.1L 的抽气筒对空气瓶A 抽气后再对空气瓶B 充气。由于抽气和充气过程十分缓慢，可认为气体温度始终不变。为使空气瓶B 压力至少为8.0MPa ，应该对空气瓶B 充气多少次？此时空气瓶A 中压力为多少？ [解] 由题设条件设空气瓶A 中初始压力为p A ，p A =10.0×106Pa ，容积为V A ，V A =0.020m 3；空气瓶B 中初始压力为p B ，p B =5.0×106Pa ，容积为V B ，V B =0.040m 3，抽气和充气体积均为ΔV ，ΔV =0.0001m 3；抽气和充气过程为等温变化过程，则：（1）对于空气瓶A 第1次抽气后空气瓶A 中初始压力为p A1，则在等温变化情况下有： p A1(V A +ΔV ) = p A V A （2分）同理，第n 次抽气完毕时，空气瓶A 中最终压力为p A n ，则： p A n (V A +ΔV )= p n -1V A 故： p A n =p A [V A /(V A + ΔV )]n （4分）（2）对于空气瓶B 第1次充气时充气压力为p A1，第1次充气后空气瓶B 中初始压力为p B1，则在等温变化情况下有： p B1V B = p B0V B + p A1ΔV （6分）同理，第n 次充气完毕时，空气瓶B 中最终压力p B n ≥8.0MPa ，则： p B n V B =p B n -1V B + p A n ΔV 故：p B n V B = p B0V B +(p A1+ p A2+…+p A n )ΔV （9分）考虑到p A1、p A2、…、p A n 为首项为p A [V A /(V A +ΔV )]，公比为V A /(V A +ΔV )的等比数列，则： (p A1+ p A2+…+p A n ) = p A [V A /(V A + ΔV )]{1-[V A /(V A + ΔV )]n }/{1-[V A /(V A + ΔV )]} （12分）则：(p B n - p B0)V B ≥p A ΔV [V A /(V A + ΔV )]{1-[V A /(V A + ΔV )]n }/{1-[V A /(V A + ΔV )]} B B0B A A A A A A A (-)[1/()]ln{1- }/()ln[/()]n p p V V V V p VV V V n V V V -+??+?≥ +? （15分）将数据代入可得： (8.0-5.0)0.04[120/20.1]ln{1-}100.000120/20.1ln[20/20.1] n ?-??≥=183.7 （18分）故应该对空气瓶B 充气至少184次。（3）对空气瓶A 抽气184次时空气瓶A 中压力 p A n =p A [V A /(V A + ΔV )]n =10×106×(20/20.1)184=3.99MPa （20分）

工程热力学期末试题及答案

工程热力学期末试卷建筑环境与设备工程专业适用（闭卷，150分钟）班级姓名学号成绩一、简答题(每小题5分，共40分) 1. 什么是热力过程？可逆过程的主要特征是什么？答：热力系统从一个平衡态到另一个平衡态，称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小，即准静过程，且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量，设环境温度为30°C，试问这部分热量的火用（yong ）值（最大可用能）为多少？答： = ??? ? ? ++-?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度（T 1,T 2）的恒温热源间工作的可逆热机，从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2，证明：由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增。假设功源的熵变△S W =0。证明：四个子系统构成的孤立系统熵增为（1分）对热机循环子系统： 1分 1分根据卡诺定理及推论： 1 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，A 中存有高压空气，B 中保持真空，如右图所示。若将隔板抽去，试分析容器中空气的状态参数（T 、P 、u 、s 、v ）如何变化，并简述为什么。答：u 、T 不变，P 减小，v 增大，s 增大。自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?=iso 0 S ?=

5. 试由开口系能量方程一般表达式出发，证明绝热节流过程中，节流前后工质的焓值不变。（绝热节流过程可看作稳态稳流过程，宏观动能和重力位能的变化可忽略不计）答：开口系一般能量方程表达式为绝热节流过程是稳态稳流过程，因此有如下简化条件，则上式可以简化为：根据质量守恒，有代入能量方程，有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力？试按分压力给出第i 组元的状态方程。答：在混合气体的温度之下，当i 组元单独占有整个混合气体的容积（中容积）时对容器壁面所形成的压力，称为该组元的分压力；若表为P i ，则该组元的状态方程可写成：P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大，愈有利？试证明你的结论。答：否，温差愈大，卡诺制冷机的制冷系数愈小，耗功越大。（2分）证明：T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε，当 2q 不变，T ?↑时，↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明得到的收益相同)，温差愈大，需耗费更多的外界有用功量，制冷系数下降。（3分） 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ，若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多，对外做出的膨胀功也大。

大学物理章热力学基础试题(卷)

第9章热力学基础一、选择题 1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法．其中正确的是 [ ] (A) 准静态过程一定是可逆过程 (B) 可逆过程一定是准静态过程 (C) 二者都是理想化的过程 (D) 二者实质上是热力学中的同一个概念 2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高 (D) 以上说法都不对 3. 有关热量, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 热是一种物质 (B) 热能是物质系统的状态参量 (C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D) 热传递是改变物质系统内能的一种形式 4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 [ ] (A) 功是能量变化的一种量度 (B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样 (D) 系统具有的能量等于系统对外作的功 5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程

7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式0d d =+V p p V 表示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 任意过程 9. 热力学第一定律表明: [ ] (A) 系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C) 不可能存在这样的循环过程, 在此过程中, 外界对系统所作的功不等于系统传给外界的热量 (D) 热机的效率不可能等于1 10. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q = d E +d A ．在以下过程中, 这三者同时为正的过程是 [ ] (A) 等温膨胀 (B) 等容膨胀 (C) 等压膨胀 (D) 绝热膨胀 11. 对理想气体的等压压缩过程，下列表述正确的是 [ ] (A) d A ＞0, d E ＞0, d Q ＞0 (B) d A ＜0, d E ＜0, d Q ＜0 (C) d A ＜0, d E ＞0, d Q ＜0 (D) d A = 0, d E = 0, d Q = 0 12. [ ] (A) 理想气体 (B) 等压过程 (C) 准静态过程 (D) 任何过程 13. 一定量的理想气体从状态),(V p 出发, 到达另一状态)2 ,(V p ．一次是等温压缩到2V , 外界作功A ；另一次为绝热压缩到2 V , 外界作功W ．比较这两个功值的大小是 [ ] (A) A ＞W (B) A = W (C) A ＜W (D) 条件不够，不能比较 14. 1mol 理想气体从初态(T 1、p 1、V 1 )等温压缩到体积V 2, 外界对气体所作的功为

2019中考物理经典易错题100例-热学部分

2019中考物理经典易错题100例－热学部分一、物理概念（物理量）：比热（C）、热量（Q）、燃烧值（q）、内能、温度（t）。二、实验仪器：温度计、体温计。三、物理规律：光在均匀介质中沿直线传播的规律，光的反射定律，平面镜成像规律，光的折射规律，凸透镜成像规律，物态变化规律，内能改变的方法，热量计算公式： Q=cmDt及燃烧值计算Q=qm，分子运动论。第一类：相关物理量的习题：例1：把一杯酒精倒掉一半，则剩下的酒精（） A. 比热不变，燃烧值变为原来的一半 B.比热和燃烧值均不变 C. 比热变为原来的一半，燃烧值不变 D.比热和燃烧值均变为原来的一半 [解析]：比热是物质的一种特性。它与该种物体的质量大小无关；与该种物体的温度高低无关；与该种物体吸热还是放热也无关。这种物质一旦确定，它的比热就被确定。酒精的比热是2.4×103焦/（千克?℃），一瓶酒精是如此，一桶酒精也是如此。0℃的酒精和20℃的酒精的比热也相同。燃烧值是燃料的一种性质。它是指单位质量的某种燃烧完全燃烧所放出的热量。酒精的燃烧值是3.0×107焦/千克，它并不以酒精的质量多少而改变。质量多的酒精完全燃烧放出的热量多，但酒精的燃烧值并没有改变。所以本题的准确答案应是B。例2：甲、乙两个冰块的质量相同，温度均为0℃。甲冰块位于地面静止，乙冰块停止在10米高处，这两个冰块（）。 A. 机械能一样大 B.乙的机械能大 C.内能一样大 D. 乙的内能大 [解析]：机械能包括动能、势能，两个冰块的质量相同，能够通过它们的速度大小、位置高度，判断它们的动能和势能的大小，判断物体内能大小的依据是温度和状态。根据题意，两个冰块均处于静止状态，它们的动能都是零，两冰块质量相同，乙冰块比甲冰块的位置高，乙冰块的重力势能大。结论是乙冰块的机械能大。两个冰块均为0℃，质量相同，物态相同，温度相同，所以从它们的内能也相同。选项B、C准确。第二类：相关温度计的习题：例1：两支内径粗细不同下端玻璃泡内水银量相等的合格温度计同时插入同一杯热水中，水银柱上升的高度和温度示数分别是（） A. 上升高度一样，示数相等。 B. 内径细的升得高，它的示数变大。

热力学习题与答案(原件)

材料热力学习题 1、阐述焓H 、内能U 、自由能F 以及吉布斯自由能G 之间的关系，并推导麦克斯韦方程之一：T P P S T V )()( ??-=??。答： H=U+PV F=U-TS G=H-TS U=Q+W dU=δQ+δW dS=δQ/T, δW=-PdV dU=TdS-PdV dH=dU+PdV+VdP=TdS+VdP dG=VdP-SdT dG 是全微分，因此有： T P P T P S T V ，P T G T P G ，T V P G T P T G P S T G P T P G )()()()()()(2222??-=?????=?????=????=?????-=????=???因此有又而 2、论述：试绘出由吉布斯自由能—成分曲线建立匀晶相图的过程示意图，并加以说明。（假设两固相具有相同的晶体结构）。由吉布斯自由能曲线建立匀晶相图如上所示，在高温T 1时，对于所有成分，液相的自由能都是最低；在温度T 2时，α和L 两相的自由能曲线有公切线，切点成分为x1和x2，由温度T 2线和两个切点成分在相图上可以确定一个液相线点和一个固相线点。根据不同温度下自由能成分曲线，可以确定多个液相线点和固相线点，这些点连接起来就成为了液相线和固相线。在低温T 3，固相α的自由能总是比液相L 的低，因此意味着此时相图上进入了固相区间。

3、论述：通过吉布斯自由能成分曲线阐述脱溶分解中由母相析出第二相的过程。第二相析出：从过饱和固溶体α中(x0)析出另一种结构的β相(xβ)，母相的浓度变为xα. 即： α→β+ α1 α→β+ α1 的相变驱动力ΔGm的计算为 ΔGm=Gm(D)-Gm(C)，即图b中的CD段。图b中EF是指在母相中出现较大为xβ的成分起伏时，由母相α析出第二相的驱动力。 4、根据Boltzman方程S=kLnW，计算高熵合金FeCoNiCuCrAl和FeCoNiCuCrAlTi0.1 （即FeCoNiCuCrAl各为1mol，Ti为0.1mol）的摩尔组态熵。（利用Sterling近似方程Ln(N!)=NLnN-N，已知玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K，阿佛加德罗常数 N=6.02×10-23/mol，气体状态方程常数R=8.31J/（mol·K））。答：对于FeCoNiCuCrAl，该合金为6组元的等摩尔合金，N=6n，其中N为合金的总原子个数，n为每组元的原子个数。合金的组态熵为： ΔS=S-KLn(1)=S 所以，FeCoNiCuCrAl的摩尔组态熵为14.89.

(完整版)工程热力学习题集附答案

工程热力学习题集一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为能源和能源。 2．孤立系是与外界无任何和交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有参数的性质，称为比参数。 4．测得容器的真空度48V p KPa =，大气压力MPa p b 102.0=，则容器内的绝对压力为。 5．只有过程且过程中无任何效应的过程是可逆过程。 6．饱和水线和饱和蒸汽线将压容图和温熵图分成三个区域，位于三区和二线上的水和水蒸气呈现五种状态：未饱和水饱和水湿蒸气、和。 7．在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越、水蒸气含量越，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为可逆循环。 9．熵流是由引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = 。 11．能源按其有无加工、转换可分为能源和能源。 12．绝热系是与外界无交换的热力系。 13．状态公理指出，对于简单可压缩系，只要给定个相互独立的状态参数就可以确定它的平衡状态。 14．测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，则容器内的绝对压力为。 15．如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。 16．卡诺循环是由两个和两个过程所构成。 17．相对湿度越，湿空气越干燥，吸收水分的能力越。（填大、小） 18．克劳修斯积分 /Q T δ?? 为不可逆循环。 19．熵产是由引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 。 21、基本热力学状态参数有：（）、（）、（）。 22、理想气体的热力学能是温度的（）函数。 23、热力平衡的充要条件是：（）。 24、不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（）。 25、卡诺循环由（）热力学过程组成。 26、熵增原理指出了热力过程进行的（）、（）、（）。 31.当热力系与外界既没有能量交换也没有物质交换时，该热力系为_______。 32.在国际单位制中温度的单位是_______。

大学物理学试卷3及答案汇编

—填空题(共32分) 1．(本题3分)(0282) 如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为μ，当这货车爬一与水平方向成θ角的平缓山坡时，要不使箱子在车底板上滑动，车的最大加速度 a max=____________. 2．(本题3分)(0404) 地球的质量为m，太阳的质量为M地心与日心的距离为R，引力常量为G，则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为L=___________. 3。(本题3分)(4273) 一定量H2气(视为刚性分子的理想气体)，若温度每升高1K，其内能增加41.6 J，则该H2气的质量为___________(普适气体常量R=8.31J·mol-1·k-1) 4.(本题3分）（0238）处于平衡态A的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B，将从外界吸收热量416 J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡态C，将从外界吸收热量582J，所以，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压过程中气体对外界所作的功为______________________. 5.(本题4分)(4109) 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. 6．(本题3分)(0260) 热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了__________________ ________的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了__________________________ 的过程是不可逆的． 7．(本题3分)(1237) 两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差________________；电容器1极板上的电荷_______________________(填增大、减小、不变) 8．(本题3分)(2521) 一线圈中通过的电流I随时间t变化的曲线如图所示．试定性画出自感电动势?L随时间变化的曲线．(以I的正向作为?的正向)

初中物理笔记--热学

热学知识点1：温度 1.温度计的工作原理：液体的热胀冷缩 2.温度计的种类 3.温度计的正确使用巩固： 1.对于水银体温计的认识，下列说法正确的是（） A.其分度值为?C B.它利用了气体热胀冷缩的原理 C.读数时可以离开人体 D.可以不采取任何措施进行测量 2.实验室里常用的液体温度计是根据___________的规律制成的。如图所示，用液体温度计测量液体温度计，操作正确的是____________图。体温计：分度值?C 实验室用的温度计不能甩，不能离开被测物体读数实验室用的温度计：分度值1?C 寒暑表：分度值1?C 体温计需要用力甩，可离开被测物体读数

知识点2：物态的变化 1.物质的三种状态：气态、液态、固态 2.物态变化气态液态固态

3.物态变化的例子——天气现象雨、云、雾、露、霜、雪【易错点】 ①蒸发和沸腾的异同：蒸发只在液体表面发生，沸腾在液体表面和内部同时发生；蒸发和沸腾都属于汽化现象，都要吸热。 ②达到沸点，继续吸收热量，但温度不再上升。是由于沸点与大气压达到平衡状态，沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。【易混淆点】辨别以下几种物态变化： ①水沸腾时壶口冒出的“白气”； ②盛夏，剥开包装纸后冰棒会冒“白气” ③将杯中的液态氮（沸点为-196?C）倒入盛有奶浆的碗制作冰淇淋。观察到杯中液态氮沸腾，杯外壁出现白霜 ③夏天，自来水常常会“出汗” 巩固： 1.夏天天气炎热，为了防止食物腐烂，以下说法正确的是（） A.在运输车辆上放干冰，利用干冰汽化吸热给食品降温 B.把食材放在冰块上，利用冰块熔化吸热给食材降温 C.给放食材的盒子上盖上湿毛巾，利用水的升华吸热给食材降温

工程热力学期末试卷及答案

一．是非题 1．两种湿空气的相对湿度相等，则吸收水蒸汽的能力也相等。（） 2．闭口系统进行一放热过程，其熵一定减少（） 3．容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。（） 4．理想气体在绝热容器中作自由膨胀，则气体温度与压力的表达式为 k k p p T T 11212-??? ? ??= （） 5．对所研究的各种热力现象都可以按闭口系统、开口系统或孤立系统进行分析，其结果与所取系统的形式无关。（） 6．工质在相同的初、终态之间进行可逆与不可逆过程，则工质熵的变化是一样的。（） 7．对于过热水蒸气，干度1>x （） 8．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。（） 9．膨胀功、流动功和技术功都是与过程的路径有关的过程量（） # 10．已知露点温度d t 、含湿量d 即能确定湿空气的状态。（）二．选择题（10分） 1．如果热机从热源吸热100kJ ，对外作功100kJ ，则（）。（A ）违反热力学第一定律；（B ）违反热力学第二定律；（C ）不违反第一、第二定律；（D ） A 和B 。 2．压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一小段，其流速、流量变化为（）。（A ）流速减小，流量不变（B ）流速不变，流量增加（C ）流速不变，流量不变（D ）流速减小，流量增大 3．系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于（）。（A ）系统的初、终态；（B ）系统所经历的过程； [ （C ）（A ）和（B ）；（ D ）系统的熵变。 4．不断对密闭刚性容器中的汽水混合物加热之后，其结果只能是（）。（A ）全部水变成水蒸汽（B ）部分水变成水蒸汽（C ）部分或全部水变成水蒸汽（D ）不能确定 5．（）过程是可逆过程。（A ）.可以从终态回复到初态的（B ）.没有摩擦的（C ）.没有摩擦的准静态过程（D ）.没有温差的三．填空题（10分） 1．理想气体多变过程中，工质放热压缩升温的多变指数的范围_________

大学物理_热学试题

大学物理热学试卷一、选择题： 1、三个容器A 、B 、C 中装有同种理想气体，其分子数密度n 相同，而方均根速率之比为 ()()() 2 /122 /122 /12::C B A v v v ＝1∶2∶4，则其压强之比A p ∶B p ∶ C p 为： (A) 1∶2∶4． (B) 1∶4∶8． (C) 1∶4∶16． (D) 4∶2∶1．［］ 2、温度为T 时，在方均根速率s /m 50) (2 12±v 的速率区间内，氢、氨两种气体分子数占总分子数的百分率相比较：则有（附：麦克斯韦速率分布定律： v v v ?????? ? ? ?-?? ? ??π=?22 2 /32exp 24kT m kT m N N ，符号exp(a )，即e a .） (A) ()()22N H //N N N N ?>? (B) ()()22N H //N N N N ?=? (C) ()()22N H //N N N N ??温度较高时()()22N H //N N N N ?

第二章热力学第一定律练习题及答案

第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）： 1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。 7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。

工程热力学试题附答案.doc

一、判断命题是否正确，错误的加以改正 1、孤立系统的热力状态不能发生变化。 2、答：×，只要孤立系统发生热力过程，其热力状态就会发生变化。 2、工质从同一初态出发，经过一可逆过程和一不可逆过程到达相同的终态，则两种过程中 S g不可逆S g可逆、S f不可逆S f可逆、S不可逆S可逆。答：×，S f 不可逆S f可逆 3、热力过程中，系统向外界放热，其温度必然降低。 4、答：×，热力过程中，系统向外界放热，其温度不一定降低。 5、一切不可逆循环的热效率答：×，一切循环的热效率t w net。 q1 t w net。 q1 6、系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵一定减小。 7、答：×，系统吸热，其熵一定增加，系统放热，其熵不一定减小。 6、工质经过不可逆循环后，有 Q 0 ，根据 dS Q dS 0 。T r ，则有 T r 答：×，工质经过不可逆循环后，有Q 0 ，但dS 0 。 T r 二、选择题 1、刚性绝热容器中间用隔板分为两部分，一部分为高压气体，一部分保持真空，抽去隔板前后 D A、S 0 ， U 0 ； B 、S0，H 0 ； C、S 0 ， U 0 ； D 、S0，U 0。 2、q c p T w t适用于 C A、任意气体、闭口系统、可逆过程； B、实际气体、开口系统、可逆过程； C、理想气体、开口系统、稳流过程； D、任意气体、开口系统、可逆过程。 3、经过不等温传热后， B A、热量的可用能和废热均减少； B、热量的可用能减少，废热增加； C、热量的可用能不变，废热增加；

D、热量的可用能不变，废热减少。 4、当孤立系统中进行了一不可逆过程后，则孤立系统的总能、总熵、总用的变化为 C A、E 0 ， S 0，E X 0； B、E 0 ， S 0，E X 0 C、E 0 ， S 0，E X 0； D、E 0 ， S 0，E X 0 5、在紧闭门窗的房间内，启动一台打开的冰箱，经过一段时间的运行，则室温将 B A、降低； B、升高； C、不变； D、不定。 6、工质不可逆稳态稳流经过某控制容积，则此控制容积内： B A、储存能不变，熵增加； B 、储存能不变，熵不变； C、储存能增加，熵增加； D 、储存能增加，熵不变。三、简答题 1、什么是可逆过程实现可逆过程的基本条件是什么可逆过程与准静态过程的区别与联系是什么答：可逆过程是当系统完成某一过程后，如果令过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及到的一切（系统和外界）都回复到原来的状态，而不留下任何的痕迹的过程实现可逆过程的基本条件是过程无限缓慢，即所有的不平衡势差无限小；没有耗散效应。可逆过程与准静态过程的共同点：他们都是无限缓慢的、由连续的、无限接近平衡的状态所组成的过程，都可以在坐标图上用连续的实线来表示。可逆过程与准静态过程的区别是准静态过程着眼与平衡，耗散效应对它无影响，而可逆过程不但强调平衡，而且强调能量传递效果。 2、理想气体从同一初态膨胀到同一终态比体积，定温膨胀与绝热膨胀相比，哪个过程做功多若为压缩过程，结果又如何答：对于膨胀过程而言，定温膨胀做功多，若为压缩过程，则定熵压缩耗功多。可以用示功图来表示。 3、朗肯循环由哪几个过程组成这些热力过程分别在哪些热力设备中完成答：朗肯循环由定压加热（ 2 分）、定熵膨胀、定压冷却和定熵压缩四个过程组成，这些热力过程分别在锅炉和过热器、气轮机、冷凝器以及给水泵中完成的。四、证明题