热学试题(2)

1大学物理竞赛训练题热学(2)一、选择题1.一定量的理想气体分别由初态a经①过程ab和由初态a′经②过程a′cb到达相同的终态b，如p－T图所示，则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1，Q2的关系为：(A)Q10，Q1Q2．(B)Q10，Q1Q2．(C)Q10，Q1Q2．(D)Q10，Q1Q2．［］2.有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是：［］(A)6J.(B)5J.(C)3J.(D)2J.3.某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB直线所示．A→B表示的过程是［］(A)等压过程．(B)等体过程．(C)等温过程．(D)绝热过程．4.在所给出的四个图象中，哪个图象能够描述一定质量的理想气体，在可逆绝热过程中，密度随压强的变化？［］5.气缸中有一定量的氦气(视为理想气体)，经过绝热压缩，体积变为原来的一半，则气体分子的平均速率变为原来的［］(A)24/5倍．(B)22/3倍．(C)22/5倍．(D)21/3倍．6.对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于［］(A)2/3．(B)1/2．(C)2/5．(D)2/7．7.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S1和S2，则二者的大小关系是：(A)S1S2．(B)S1=S2．(C)S1S2．(D)无法确定．［］pOTaba′c①②OEABVp(A)p(C)p(B)p(D)VpS1S2O28．如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是(A)p0．p0/2．(C)2γp0．p0/2γ．［］(Cp/CV)9.一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为p1，V1，T1的平衡态，后来变到压强，体积，温度分别为p2，V2，T2的终态．若已知V2V1，且T2=T1，则以下各种说法中正确的是：(A)不论经历的是什么过程，气体对外净作的功一定为正值．(B)不论经历的是什么过程，气体从外界净吸的热一定为正值．(C)若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少．(D)如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外净作功和从外界净吸热的正负皆无法判断．［］10.如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a(压强p1=4atm，体积V1=2L)变到状态b(压强p2=2atm，体积V2=4L)．则在此过程中：(A)气体对外作正功，向外界放出热量．(B)气体对外作正功，从外界吸热．(C)气体对外作负功，向外界放出热量．(D)气体对外作正功，内能减少．［］11.一定量的理想气体，从a态出发经过①或②过程到达b态，acb为等温线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递的热量Q1、Q2是(A)Q10，Q20．(B)Q10，Q20．(C)Q10，Q20．(D)Q10，Q20．［］12.一定量的理想气体经历acb过程时吸热500J．则经历acbda过程时，吸热为(A)–1200J．(B)–700J．(C)–400J．(D)700J．［］p0p(atm)V(L)012341234abpVOabc①②p(×105Pa)V(×103m3)abcdeO1414313.如图所示，设某热力学系统经历一个由c→d→e的过程，其中，ab是一条绝热曲线，e、c在该曲线上．由热力学定律可知，该系统在过程中(A)不断向外界放出热量．(B)不断从外界吸收热量．(C)有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量等于放出的热量．(D)有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量大于放出的热量．(E)有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量小于放出的热量.［］14.理想气体经历如图中实线所示的循环过程，两条等体线分别和该循环过程曲线相切于a、c点，两条等温线分别和该循环过程曲线相切于b、d点a、b、c、d将该循环过程分成了ab、bc、cd、da四个阶段，则该四个阶段中从图上可肯定为放热的阶段为(A)ab．(B)bc．(C)cd．(D)da．［］15.某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：Ⅰ(abcda)和Ⅱ(a'b'c'd'a')，且两个循环曲线所围面积相等．设循环Ｉ的效率为，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，循环Ⅱ的效率为′，每次循环在高温热源处吸的热量为Q′，则(A)′,QQ′.(B)′QQ′.(C)′,QQ′.(D)′QQ′.［］16.关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法：(1)可逆过程一定是平衡过程．(2)平衡过程一定是可逆过程．(3)不可逆过程发生后一定找不到另一过程使系统和外界同时复原．(4)非平衡过程一定是不可逆过程．以上说法，正确的是：(A)(1)、(2)、(3).(B)(2)、(3)、(4).(C)(1)、(3)、(4).(D)(1)、(2)、(3)、(4).［］abcdeVpOabcdpVOVpOabcda'b'c'd'417.所列四图分别表示理想气体的四个设想的循环过程．请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号．［］18.如图所示：一定质量的理想气体，从同一状态A出发，分别经AB（等压）、AC（等温）、AD（绝热）三种过程膨胀，使体积从V1增加到V2．问哪个过程中气体的熵增加最多？哪个过程中熵增加为零？正确的答案是：(A)过程AB熵增加最多，过程AC熵增加为零．(B)过程AB熵增加最多，过程AD熵增加为零．(C)过程AC熵增加最多，过程AD熵增加为零．(D)过程AD熵增加最多，过程AB熵增加为零．［］19.设1mol理想气体，从同一初始平衡态出发，进行可逆的等压过程或等体过程．在温熵图(T~S)中，对于相同的温度(A)等压过程曲线的斜率大于等体过程曲线的斜率．(B)等压过程曲线的斜率小于等体过程曲线的斜率．(C)两种过程曲线的斜率相等．(D)两种过程曲线的斜率孰大孰小取决于温度的值．［］二、填空题1.(5分)一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由0V压缩到021V，分别经历以下三种过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程．其中：__________过程外界对气体作功最多；__________过程气体内能减小最多；__________过程气体放热最多．2.(3分)水的定压比热为KJ/g2.4．有1kg的水放在有电热丝的开口桶内，如图所示．已知在通电使水从30℃升高到80℃的过程中，电流作功为4.2×105J，那么过程中系统从外界吸收的热量Q=______________．3.(3分)3mol的理想气体开始时处在压强p1=6atm、温度T1=500K的平衡态．经过一个等温过程，压强变为p2=3atm．该气体在此等温过程中吸收的热量为Q＝_____________J．(普适气体常量11KmolJ31.8R)绝热等温等体绝热等温等体绝热绝热等压绝热等温绝热pVO(A)pVO(B)pVO(C)pVO(D)pVOABCDV1V2I54.(3分)右图为一理想气体几种状态变化过程的p－V图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中：(1)温度升高的是__________过程；(2)气体吸热的是__________过程．5.(3分)一定量的理想气体，在p—T图上经历一个如图所示的循环过程(a→b→c→d→a)，其中a→b，c→d两个过程是绝热过程，则该循环的效率=______________．6.(5分)设在某一过程中，系统由状态A变为状态B，如果_________________________________________________，则该过程称为可逆过程；如果__________________________________________则该过程称为不可逆过程．7.(4分)所谓第二类永动机是指____________________________________________，它不可能制成是因为违背了____________________________________________．8.(3分)由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边真空．如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，达到平衡后气体的温度__________(升高、降低或不变)，气体的熵__________(增加、减小或不变)．9.(3分)已知某理想气体的比热容比为，若该气体分别经历等压过程和等体过程，温度由T1升到T2，则前者的熵增加量为后者的______________倍．10.(4分)1mol理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由V1变到V2．(1)当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量S=_________________．(2)当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量S=_________________．11.(5分)三个附图所示分别是一定量理想气体经历的可逆过程曲线．试判断各图上a，b两点中处于哪一点的状态时理想气体的熵大，在熵大的那一点上画上“√”，若在两点时的熵一样大，则在两点上都画上“√”．CBAQpVOMTp(atm)T(K)300400O5abcdpVOpVOpVOababab等压线等温线绝热线图1图2图3612.(4分)一个能透热的容器，盛有各为1mol的A、B两种理想气体，C为具有分子筛作用的活塞，能让A种气体自由通过，不让B种气体通过，如图所示．活塞从容器的右端移到容器的一半处，设过程中温度保持不变，则(1)A种气体熵的增量SA=_____________________,(2)B种气体熵的增量SB=______________________．三、计算题1.(5分)气缸内盛有单原子分子的理想气体，若绝热压缩使其体积减半，问气体分子的方均根速率变为原来的几倍？2.(5分)摩尔的某种理想气体，状态按paV/的规律变化(式中a为正常量)，当气体体积从V1膨胀到V2时，试求气体所作的功W及气体温度的变化T1-T2各为多少．3.(8分)温度为25℃、压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍．(普适气体常量R＝8.311KmolJ1，ln3=1.0986)(1)计算这个过程中气体对外所作的功．(2)假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？4.(10分)一个可以自由滑动的绝热活塞(不漏气)把体积为2V0的绝热容器分成相等的两部分Ⅰ和Ⅱ．Ｉ、Ⅱ中各盛有摩尔数为的刚性分子理想气体(分子的自由度为i)，温度均为T0．今用一外力作用于活塞杆上，缓慢地将Ⅰ中气体的体积压缩为原体积的一半．忽略摩擦以及活塞和杆的体积，求外力作的功．5.(5分)如图所示，AB、DC是绝热过程，CEA是等温过程，BED是任意过程，组成一个循环。若图中EDCE所包围的面积为70J，EABE所包围的面积为30J，过程中系统放热100J，求BED过程中系统吸热为多少？6.(5分)1mol的理想气体，完成了由两个等体过程和两个等压过程构成的循环过程(如图)，已知状态1的温度为T1，状态3的温度为T3，且状态2和4在同一条等温线上．试求气体在这一循环过程中作的功．7.(10分)如图，体积为30L的圆柱形容器内，有一能上下自由滑动的活塞（活塞的质量和厚度可忽略），容器内盛有1摩尔、温度为127℃的单原子分子理想气体．若容器外大气压强为1标准大气压，气温为27℃，求当容器内气体与周围达到平衡时需向外放热多少？（普适气体常量R=8.31J·mol-1·K-1）ACA+BV0,T0V0,T0ⅠⅡFpVOABEDCpOV1234活塞78.(10分)一只密闭的容器装有1mol理想气体（此气体的分