热力学(习题课)

习题课(热一定律及其应用)

1.一定量的双原子理想气体从压强为1×105帕，体积为10升的初态等压膨胀到末态，在此过程中对外作功200J ，则该过程中气体吸热Q ＝700J ；气体的体积变为12升。

解: 双原子分子气体i =5 R R i C p

2

722=+= )(122

1

V V P P d V

A V V -==? 升1210123312=?=+

=-m P

A

V V 2. 2mol 氢气(视为理想气体)从状态参量P 0、V 0、T 0的初态经等容过程到达末态，在此过程中：气体从外界吸收热量Q ，则氢气末态温度T ＝T 0+Q/(5R)；末态压强P ＝P 0[1+Q/(5RT 0)]

解: H 2: i =5 , C v =5R /2 , A =0

∵ Q=E 2－E 1=νC v (T －T 0)=5R (T －T 0) ,50R

Q T T +=∴ )51( 000000RT Q P P T T P T P T P +===得由 3.一定量的理想气体经等容升压过程，设在此过程中气体内能增量为△E ，气体作功为A ，外界对气体传递的热量为Q ，则：( D )

(A)△E ＜0，A ＜0 (B)△E ＞0，A ＞0 (C)△E ＜0，A ＝0 (D)△E ＞0，A ＝0 解: 等容(体)过程,A=0,排除(A)、（B ）

)(2

)(2)(000P P V i

T T R i T T C E V -=-ν=-ν=?

D)( 0 , 0选>∴>E P P ?

4.一定量的理想气体从体积为V 0的初态分别经等温压缩和绝热压缩，使体积变为V 0/2，设等温过程中外界对气体作功为A 1，绝热过程中外界对气体作功为A 2，则( A )

(A) A 1＜A 2 (B) A 1＝A 2 (C) A 1＞A 2

5.一定量的理想气体经历一准静态过程后，内能增加，并对外作功则该过程为：( C )

(A)绝热膨胀过程 (B)绝热压缩过程 (C)等压膨胀过程 (D)等压压缩过程 解：对外做功,体积膨胀,排除（B ）、（D ）。绝热膨胀过程，内能必减少，排除（A ），选（C ）。

6.1mol 氧气由初态A(P 1、V 2)沿如图所示的直线路径变到末态B(P 2、V 2)，试求上述过程中，气体内能的变化量，对外界所作的功和从外界吸收的热量(设氧气可视为理想气

体，且C v ＝5R/2)

解：)(2

)(00T T R i

T T C E V -=-=?

P 2P 1V 1 V 2 V

V

00

)(2

5

1122V P V P -= ))((21

)(1212121P P V V V V P A --+-=

)(2

1

)(2112211122V P V P V P V P -+-= 从图可知

0 ,12211

1

22=-=V P V P V P V P 即 )(2

1

1122V P V P A -=∴, )(31122V P V P A E Q -=+=?

7.1mol 氮气(视为理想气体)作如图所示的循环abcd ，图中ab 为等容线，bc 为绝热线，ca 为等压线，求循环效率：

解：已知帕5

10==c a P P ,帕5102?=b P

V c =36×10-3m 3 i =5

57 ,27 ,25=γ==R C R C P V

bc 是绝热过程

0=bc Q

由 γγ=c

c b b V P V P 得

3

37

531

109.21211036m P P V V b c c b --γ

?=??? ????=?

??

? ??=, ab 是等体过程 V a =V b =21.9×10-3m 3,

)(5485)(2

5

)(25)(J V P P T T R T T C Q a a b a b a b V ab =-=-=-=

ca 过程是等压过程

5（升）

)(4921)(2

7

)(27)(J V V P T T R T T C Q c a a c a c a P ca -=-=-=-=

在整个循环过程中,系统从外界吸热和向外界放热分别为

J Q Q J Q Q ca ab 4921 ,548521=-=== %3.105485

4921

11 12=-=-=η∴Q Q

8.如图所示abcda 为1mol 单原子理想气体进行的循环过程，求循环过程中气体从外界吸收的热量和对外作的净功。

解：R C R C i P V 25 , 23 , 3===

)(23)(a b a b V ab T T R T T C Q -=-=)(103)(23

2J P P V a b a ?=-=

)(105)(2

5

)(25)(2J V V P T T R T T C Q b c b b c b c P bc ?=-=-=-=

)(105.4)(2

3

)(23)(2J P P V T T R T T C Q c d c c d c d V cd ?-=-=-=-=

5（升）

)

(105.2)(2

5

)(25)(2J V V P T T R T T C Q d a d d a d a P da ?-=-=-=-=)(10821J Q Q Q bc ab ?=+=, )(10722J Q Q Q da cd ?=+=

J Q Q Q 10021=-=, J Q A E 100 , 0===?

9. 有4×10-3kgH 2被活塞封闭在容器的下半部而与外界平衡，容器开口处有一凸出边缘可防止活塞脱离，如图，(活塞的质量和厚度可忽略)现把2×104J 的热量缓慢地传给气体，使气体膨胀，求H 2最后的压强，温度和体积各变为多少？(活塞外大气处于标准状态) [解法一]

已知M =4×10-3kg, μ=2×10-3kg /mol

T 0=273.15K , P 0=1.013×105

Pa Q =2×104J , i =5, C V =5R /2 C P =7R /2, ν=M /μ=2mol 由P 0V 0=νRT 得

3

20

001048.4m P RT V -?=ν=

由题意可知,过程的开始阶段是等压膨胀过程, 初态的状态参量为P 0、T 0、V 0，末态为P 0、T '、V 且V=2V 0=8.96×10-2m 3

由T V

T V '

=00 得 K T T V V T V V T 3.54622000000====' 等压过程中气体吸收热量

)(158897)2(2

7

2)(0000

J RT T T R T T C Q P P ==-?=-'ν=

∵Q > Q P ∴等压膨胀过程结束后气体状态将继续作等体变化,该过程初态为 P 0、T '、V ，末态为P 、T 、V 由Q V =Q －Q P =4111J 和 )(T T C Q V V '-ν=得

K R

Q T T V

6545=+'=

再由 Pa P T T P T P T P 5

001020.1 ?='

=='得 ∴ H 2最后的压强、温度和体积分别为： P =1.20×105Pa , T =645K, V =8.96×10m 3 [解法二] 整个过程中,初态的状态参量为

Pa P 5010013.1?=

K T 2730=

320

01048.4m P RT V -?=ν=

末态的状态参量为: P 、T 待求

3

201096.82m V V -?==

整个过程中,气体对外做功

)(1054.4)2()(300000J V V P V V P A ?=-=-=

气体从外界吸收的热量 J Q 4

102?=

根据热力学第一定律,整个过程中气体内能的增量为

J A Q E 4

1055.1?=-=?

由 )(0T T C E V -ν=?得 )(645500K R

E

T C E

T T V

=+

=ν+

=??

由RT PV ν=得

)(102.125

Pa V

RT V RT P ?==ν= 3-25108.96 , 645 , 102.1 m V K T Pa P ?==?=∴

(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_______。

热力学-习题与答案

一、9选择题（共21分，每题3分） 1、1.1mol理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态 b.已知TaQ2>0; (B) Q2>Q1>0; (C) Q20. 2、图(a),(b),(c)各表示连接在一起的两个循环过程,其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程, 图(a)和(b)则为半径不相等的两个圆.那么: [ C ] (A) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为正,图(c)总净功为零; (B) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为正; (C) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为零; (D) 图(a)总净功为正,图(b)总净功为正,图(c)总净功为负. 3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为ab’c’da,那么循环abcda 与ab’c’da所做的净功和热机效率变化情况是: (A)净功增大,效率提高; [ D ] (B)净功增大,效率降低; (C) 净功和效率都不变; (D) 净功增大,效率不变. 4、一定量的理想气体分别由图中初态a经①过程ab和由初态a’经②过程初态

a ’c b 到达相同的终态b, 如图所示,则两个过程中气体从外界吸收的热量Q 1,Q 2的关系为 [ B ] (A) Q 1<0,Q 1>Q 2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q 2 ; (C) Q 1<0,Q 10, Q 1

热力学基础计算题-答案

《热力学基础》计算题答案全 1. 温度为25℃、压强为1 atm 的1 mol 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 ＝ 1 --??K mol J 1，ln 3= (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 解：(1) 等温过程气体对外作功为 ??=== 0000333ln d d V V V V RT V V RT V p W 2分 =×298× J = ×103 J 2分 (2) 绝热过程气体对外作功为 V V V p V p W V V V V d d 000 03003??-== γγ RT V p 1 311131001--=--=--γγγ γ 2分 ＝×103 J 2分 2.一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经过等容、 等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统对外所作的功W ，内能的增量E 以及所吸收的热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)． 解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+==200 J ． ΔE 1=C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分 B → C ： W 2 =0 ΔE 2 =C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 1 2 3 1 2 O V (10-3 m 3) 5 A B C

热力学统计考试卷题库

【1】试求理想气体的体胀系数α,压强系数β和等温压缩系数κT 。 【2】证明任何一种具有两个独立参量,T p 的物质，其物态方程可由实验测得【3】 满足n pV C =的过程称为多方过程，其中常数n 名为多方指数。试证明：【4】 试证明：理想气体在某一过程中的热容量n C 如果是常数，该过程一定是多方过程， 【5】假设理想气体的p V C C γ和之比是温度的函数，试求在准静态绝热过程中T V 和的关系， 【6】利用上题的结果证明：当γ为温度的函数时，理想气体卡诺循环的效率 【7】试根据热力学第二定律证明两条绝热线不能相交。 【8】 温度为0C 的1kg 水与温度为100C 的恒温热源接触后，水温达到100C 。试分别 【9】均匀杆的温度一端为1T 另一端为2T 计算到均匀温度()1212 T T +后的熵增。 【10】 物体的初温1T ，高于热源的温度2T ，有一热机在此物体与热源之间工作，直到将 【11】有两个相同的物体，热容量为常数，初始温度同为i T 。今令一制冷机在这两个物体 【12】 1mol 理想气体，在27C 的恒温下体积发生膨胀，其压强由20n p 准静态地降到1n p ， 【13】 在25C 下，压强在0至1000n p 之间，测得水的体积为 36231(18.0660.715100.04610)cm mol V p p ---=-?+?? 【14】使弹性体在准静态等温过程中长度由0L 压缩为 2L ， 【15】 在0C 和1n p 下，空气的密度为31.29kg m -?,空气的定压比热容-11996J kg K , 1.41p C γ-=??=。今有327m 的空气， 【18】设一物质的物态方程具有以下形式(),p f V T =试证明其能与体积无关 【19】 求证： ()0;H S a p ???< ???? ()0.U S b V ??? > ???? 【20】试证明在相同的压强降落下，气体在准静态绝热膨胀中的温度降落大于在节流过程 【21】证明氏气体的定容热容量只是温度T 的函数，与比体积无关. 【22】试讨论以平衡辐射为工作物质的卡诺循环，计算其效率. 【23】已知顺磁物质遵从居里定律：().C M H T = 居里定律若维物质的温度不变，使磁场 【24】 温度维持为25C ，压强在0至1000n p 之间，测得水的实验数据如下： 【25】 试证明氏气体的摩尔定压热容量与摩尔定容热容量之差为

工程热力学习题集及答案(1)

工程热力学习题集及答案 一、填空题 1．能源按使用程度和技术可分为 常规 能源和 新 能源。 2．孤立系是与外界无任何 能量 和 物质 交换的热力系。 3．单位质量的广延量参数具有 强度量 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 54kpa 。 5．只有 准平衡 过程且过程中无任何 耗散 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、 干饱和蒸汽 和 过热蒸汽 。 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 高 、水蒸气含量越 多 ，湿空气越潮湿。（填高、低和多、少） 8．克劳修斯积分/Q T δ? 等于零 为可逆循环。 9．熵流是由 与外界热交换 引起的。 10．多原子理想气体的定值比热容V c = g 72R 。 11．能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。 12．绝热系是与外界无 热量 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 两 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 173a KP 。 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，能使系统和外 界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 定温 和两个 绝热可逆 过程所构成。 17．相对湿度越 小 ，湿空气越干燥，吸收水分的能力越 大 。（填大、小） 18．克劳修斯积分/Q T δ? 小于零 为不可逆循环。 19．熵产是由 不可逆因素 引起的。 20．双原子理想气体的定值比热容p c = 72g R 。 21．基本热力学状态参数有：（ 压力）、（温度 ）、（体积）。 22．理想气体的热力学能是温度的（单值 ）函数。 23．热力平衡的充要条件是：（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零 ）。 24．不可逆绝热过程中，由于不可逆因素导致的熵增量，叫做（熵产）。 25．卡诺循环由（两个可逆定温和两个可逆绝热 ）热力学过程组成。 26．熵增原理指出了热力过程进行的（方向 ）、（限度）、（条件）。 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_孤立系_。 32．在国际单位制中温度的单位是_开尔文_。

热力学习题及答案

9 选择题(共21 分，每题 3 分) 1、理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2) 过程到达末态b.已 知TaQ2>0; (B) Q 2>Q1>0; (C) Q 20. 2、图(a),(b),(c) 各表示连接在一起的两个循环过程, 其中(c) 图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程, 图(a) 和(b) 则为半径不相等的两个圆. 那么: [ C ] (A) 图(a) 总净功为负,图(b) 总净功为正,图(c) 总净功为零; (B) 图(a) 总净功为负,图(b) 总净功为负,图(c) 总净功为正; (C) 图(a) 总净功为负,图(b) 总净功为负,图(c) 总净功为零; (D) 图(a) 总净功为正,图(b) 总净功为正,图(c) 总净功为负. abcda 增大为ab'c'da, 那 么循环abcda 4、一定量的理想气体分别由图中初态a 经①过程ab和由初态a' 经②过程初 3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图 中的与ab'c'da 所做的净功和热机效率变化情 况是(A) 净功增大, 效率提高; [ D ] (B) 净功增大, 效率降低; (C) 净功和效率都不变; (D) 净功增大, 效率不变.

态a' cb 到达相同的终态b, 如图所示, 则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ] (A) Q 1<0,Q1>Q2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q2 ; (C) Q 1<0,Q10, Q 1

大学物理题库-热力学

热力学选择题 1、在气缸中装有一定质量的理想气体，下面说法正确的是：（ ） （A ） 传给它热量，其内能一定改变。 （B ） 对它做功，其内能一定改变。 （C ） 它与外界交换热量又交换功，其内能一定改变。 （D ） 以上说法都不对。 （3分） 答案：D 2、理想气体在下述过程中吸收热量的是（ ） （A ）等容降压过程 （B ）等压压缩过程 （C ）绝热膨胀过程 （D ）等温膨胀过程 （3分） 答案：D 3、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小分别为1S 和2S ，二者的关系是（ ） （A ）21S S > （B ）21S S < （C ）S 1 =S 2 （D ）不能确定 （3分） 答案：C 4、有两个可逆的卡诺循环，ABCDA 和11111A B C D A ，二者循环线包围的面积相等，如图所示。设循环ABCDA 的热效率为η，每次循环从高温热源吸收热量Q ，循环11111A B C D A 的热效率为 η，每次循环从高温热源吸收热量1Q ，则（ ） （A ）11,Q Q <<ηη （B ）11,Q Q ><ηη （C ）11,Q Q <>ηη （D ）11,Q Q >>ηη （3分） 答案：B 5、一定量的理想气体，分别经历如图所示的abc 过程（图中虚线ac 为等温线）和 def 过程（图中虚线 df 为绝热线）。试判断这两种过程是吸热还是放热（ ） （A ）abc 过程吸热，def 过程放热。（C ）abc 过程和 def 过程都吸热。 P P V

（B ）abc 过程放热 def 过程吸热 （D ）abc 过程和 def 过程都放热。 V V （3分） 答案：A 6、对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外做得功三者均为负值？( ) （A ）等容降压过程。 (B) 等温膨胀过程。 (C) 绝热膨胀过程。 (D) 等压压缩过程。 （3分） 答案：D 7、关于可逆过程，下列说法正确的是（ ） （A ） 可逆过程就是可以反向进行的过程。 （B ） 凡是可以反向进行的过程均为可逆过程。 （C ） 可逆过程一定是准静态过程。 （D ） 准静态过程一定是可逆过程。 （3分） 答案：C 8、下面正确的表述是（ ） (A) 功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。 （B ）热量能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。 （C ）开尔文表述指出热功转换的可逆性。 （D ）克劳修斯表述指出了热传导的不可逆性。 （3分） 答案：D 9、一台工作于温度分别为327 ℃和27 ℃的高温热源与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( ) (A) 2 000J (B) 1 000J (C) 4 000J (D) 500J （3分） 答案：B 10、“理想气体和单一热源接触作等温臌胀时，吸收的热量全部用来对外作功。”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的( ) （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 ）违反热力学第二定律，也违反热力学第二定律 （3分）

热力学习题答案

热力学习题答案 Final approval draft on November 22, 2020

第9章热力学基础 一. 基本要求 1. 理解平衡态、准静态过程的概念。 2. 掌握内能、功和热量的概念。 3. 掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体在各等值过程中及绝热过程中的功、热量和内能的改变量。 4. 掌握循环及卡诺循环的概念，能熟练地计算循环及卡诺循环的效率。 5. 了解可逆过程与不可逆过程的概念。 6. 解热力学第二定律的两种表述，了解两种表述的等价性。 7. 理解熵的概念，了解热力学第二定律的统计意义及无序性。 二. 内容提要 1. 内能功热量 内能从热力学观点来看，内能是系统的态函数，它由系统的态参量单值决定。对于理想气体，其内能E仅为温度T的函数，即 当温度变化ΔT时，内能的变化

功热学中的功与力学中的功在概念上没有差别，但热学中的作功过程必有系统边界的移动。在热学中，功是过程量，在过程初、末状态相同的情况下，过程不同，系统作的功A也不相同。 系统膨胀作功的一般算式为 在p—V图上，系统对外作的功与过程曲线下方的面积等值。 热量热量是系统在热传递过程中传递能量的量度。热量也是过程量，其大小不仅与过程、的初、末状态有关，而且也与系统所经历的过程有关。 2. 热力学第一定律系统从外界吸收的热量，一部分用于增加内能，一部分用于对外作功，即 热力学第一定律的微分式为 3. 热力学第一定律的应用——几种过程的A、Q、ΔE的计算公式 （1）等体过程体积不变的过程，其特征是体积V =常量；其过程方程为 在等体过程中，系统不对外作功，即0 A。等体过程中系统吸收的热量与系统内 V 能的增量相等，即 (2) 等压过程压强不变的过程，其特点是压强p =常量；过程方程为 在等压过程中，系统对外做的功

热力学计算例题

热力学计算例题 (P87 2-30) 【例1】 0.5 mol 单原子理想气体，初温为25 ℃，体积为2 dm 3，抵抗恒定外压p 环=101.325 kPa 绝热膨胀，直到内外压力 相等，再在膨胀后的温度下可逆压缩回2 dm 3，求整个过程的Q 、W 、?U 、?H 、?S 、?A 、?G 。 (P84 2-13) 【例2】 如图，一带活塞（无摩擦、无质量）的气缸中有3 mol 的N 2气，气缸底部有一玻璃瓶，内装5 mol 液态水。活塞上的压力恒定为202.650 kPa 。在100 ℃下打碎玻璃瓶，水随即蒸发，求达到平衡时过程的Q 、W 、?U 、?H 。 已知：100 ℃时水的?vap H =40.63 kJ·mol -1，N 2气和H 2O （g ）都视为理想气体，液态水的体积可忽略不计。 (P86 2-26) 【例3】 现有25℃的1 mol 的CO （g ）与0.5 mol 的O 2（g ）反应生成1 mol 的CO 2，若反应在绝热密闭容器中进行，求反应过程的Q 、W 、?U 、?H 。 已知：θM f H ?( CO 2，g ，298.15 K)= 40.63 kJ·mol -1，θ M f H ?( CO ， g ，298.15 K)= -110.52 kJ·mol -1，C V , m （CO 2，g ）= 46.5 kJ·K -1·mol -1。

(P146 3-7) 【例4】4 mol某理想气体，其C V, m = 2.5R，从600kPa、531.43 K的初态，先恒容加热到708.57 K，再绝热可逆膨胀到500 kPa 的末态。求过程末态的温度，过程的Q、?H、?S。 (P148 3-21) 【例5】1 mol液态水在25℃及其饱和蒸汽压3.167 kPa 下，恒温、恒压蒸发为水蒸汽。求此过程的?H、?S、?A、?G。 已知：100 ℃、101.325 kPa下水的?vap H=40.63 kJ·mol-1，C p, m（H2O，l）= 75.30 J·K-1·mol-1，C p, m（H2O，g）= 33.50 J·K-1·mol-1。假设蒸汽为理想气体，压力对液态性质的影响可忽略不计。 (P148 3-28) 【例6】25 ℃、100 kPa下，金刚石与石墨的标准熵分别为2.38 J·K-1·mol-1和5.74 J·K-1·mol-1，其标准摩尔燃烧焓分别为-395.407 kJ·mol-1和-393.510 kJ·mol-1。计算25 ℃、100 kPa下： C(石墨) → C（金刚石）的?rθ G,并说明在25 ℃、100 kPa下何者更 M 稳定。

工程热力学习题集及答案 最新

工程热力学习题集及答案 一、单项选择题 1._________过程是可逆过程。( C ) A.可以从终态回复到初态的 B.没有摩擦的 C.没有摩擦的准平衡 D.没有温差的 2.绝对压力p, 真空p v ，环境压力P a 间的关系为( D ) A.p+p v +p a =0 B.p+p a －p v =0 C.p －p a －p v =0 D.p a －p v －p=0 3.闭口系能量方程为( D ) A.Q+△U+W=0 B.Q+△U －W=0 C.Q －△U+W=0 D.Q －△U －W=0 4.气体常量Rr( A ) A.与气体种类有关,与状态无关 B.与状态有关,与气体种类无关 C.与气体种类和状态均有关 D.与气体种类和状态均无关 5.理想气体的 是两个相互独立的状态参数。( C ) A.温度与热力学能 B.温度与焓 C.温度与熵 D.热力学能与焓 6.已知一理想气体可逆过程中,w t =w,此过程的特性为( B ) A.定压 B.定温 C.定体 D.绝热 7.卡诺循环如图所示,其吸热量Q 1=( A ) A.RrT 1ln 21p p B.RrT 1ln 21v v C.T 1△S 34 D.T 1△S 21 8.在压力为p 时,饱和水的熵为s ′; ″。当湿蒸汽的干度0s>s ′ B.s>s ″>s ′ C.ss>s ″ 9.电厂热力设备中，两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程 内的热力过程可视为定温过程。C A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵 10.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为( B ) A. dh=－vdp B.dh=vdp C.dh=－pdv D.dh=pdv 11.水蒸汽动力循环的下列设备中,有效能损失最大的设备是( A ) A.锅炉 B.汽轮机 C.凝汽器 D.水泵 12.活塞式压气机的余隙容积增大使( B ) A.w c 增大, ηv 减小 B.w c 不变, ηv 减小 C.w c 不变, ηv 不变 D.w c 减小, ηv 减小 13.已知燃气轮机理想定压加热循环压气机进,出口空气的温度为T 1、T 2;燃烧室

大学物理5_热力学习题课 课件

热力学习题课

第12章提要 掌握两方面内容： 一、理想气体状态方程；二、理想气体的压强、能量计算1、气态方程； nKT P =() A N R K =、气体的压强 RT M m pV '=k εn v nm p 3 2=31=2 3、能量按自由度均分原理 在平衡态下，分子每个自由度平均分得能量1 2 KT N n V =

一个分子的平均平动动能一个分子的平均动能 一个系统的内能2 mol m i E RT M ￠=4、麦克斯韦速率分布率 在平衡态下，速率在v ～v + d v 区间内的分子数占分子总数的百分比 ()2 3 2 2 2dV d 4d 2mv KT N m e v v N f v KT ππ-?? =?= ??? 32kt KT ε=KT i εk 2 =一个系统内能的改变量2 mol m i E R T M ￠D =D v,m mol m C T M ￠=

():v f 麦克斯韦速率分布函数 ()d d N f v N V =速率在v~v+dv 区间内的分子数 速率在v 1~v 2区间内的分子数占分子 总数的百分比 ()2 1 d dv v v N f v N =? ? 4、三种速率 （1）最概然速率（对应速率分布曲线中f (v)的最大值） m ol P M RT V 41 .1=物理意义：表示分布在V P 附近小区间内的分子数最多。

（2）算术平均速率：分子速率的算术平均值。 用于计算分子间的距离 ()0 1.6 mol RT V vf v dv M ￥ ==ò（3）方均根速率：分子速率平方平均值的平方根。 ()dv v f v v ?∞ =0 22 ()2 2 0 v 1.73mol RT v f v dv M ∞ ∴==?用于计算分子的平均平动动能 5、平均自由程、平均碰撞频率： P d KT n d 2 2 221ππλ= = λ z = v 练习

热力学选择题

第一章 1、系统处于平衡状态时___B_____ A.表压力不变 B.绝对压力不变 C.表压力和绝对压力都不变 D.表压力和绝对压力都改变 2、不计恒力场作用，平衡态单相系统内各点的状态参数，如密度____C_____。 A.在不断地变化 B.必定是接近相等 C必定是均匀一致的 D.不一定是均匀一致 3、经过一个不可逆循环，工质不能恢复原来状态___A____。 A.这种说法是错的 C.这种说法在一定条件下是正确的 B这种说法是正确的 D无法判断 4、有下列说法，正确的是____C______ A.孤立系统内工质的状态不能发生变化 B.系统在相同的初、终状态之间的可逆过程中作功相同 C.经过一个不可逆过程后，工质可以回复到原来的状态

D.质量相同的物体A 和B ，因TA > TB ，所以物体A 具有的热量较物体B 为多 第二章 1、热力学第一定律用于____C____ A.开口系统、理想气体、稳定流动 B.闭口系统、实际气体、任意流动 C.任意系统、任意工质、任意过程 D.任意系统、任意工质、可逆过程 2、功不是状态参数，热力学能与推动功之和______C____ A.不是状态参数 B.不是广延量 C.是状态参数 D.没有意义 3、w h q +?=适用于____D______ A.理想气体、闭口系统、可逆过程 B.实际气体、开口系统、可逆过程 C.任意气体、闭口系统、任意过程 D.任意气体、开口系统、稳流过程 第三章 1、下列哪些气体近似可看作理想气体?_______C____ A.柴油机起动空气瓶中的高压空气 B.动力机内的水蒸气 C.空调设备中空气所含水蒸气 D.冰箱压缩机内的制冷剂气体 2、??+=2 121pdv dT c q v 为____A___ A.理想气体、闭口系统、可逆过程B.实际气体、开口系统、可逆过程 C.任意气体、闭口系统、可逆过程 D.任意气体、开口系统、任意过程 3、理想气体可逆吸热过程，下列哪个参数一定增加的?___B_____ A.热力学能 B.熵 C.压力 D.温度

热力学练习题

热工基础练习题1（工物系，2005秋） 1. 如图：两刚性容器A 、B 通过一阀门相连，其中B 真空绝热，V A =V B ，容器A 中有1kg 空气，压力为3MPa ， 与环境处于热平衡，环境温度为25?C 。打开阀门，空气由A 缓慢进入B ，直至两容器压力相等时关闭阀门。设空气为定比热容理想气体，k=1.4，求： （1） 此时A 、B 中空气的质量、温度和 压力； （2） 过程中的换热量。 2. 如图：已知A 、B 、C 三热源的温度分别为500K 、400K 和300K 。有可逆热机在三个热源间工作。若系统由A 吸入热量3000kJ 、输出净功400 kJ ，求Q B 、Q C 及方向。 3. 5kg 水起始295K ，用一制冷机在水与大气间工作，使水定压冷却到280K ，求所需的最小功。 4. 空气主管内状态为p 0、T 0，向真空绝热容器充气，求容器内压力为p 2 (p 2

工程热力学习题

1 如果熵不发生改变，则系统不可能从外界吸热或者放热。V 2 喷管中气体动能的增加是由气体进出口的焓降转换而来的。V 3 内能为一个状态参数，它是温度与比容的函数。V 4 对刚性容器内的水加热，使其在恒温下蒸发，这是一个不可逆过程。X 5 对刚性容器内的水做功，使其在恒温下蒸发，这是一个可逆过程。X 6 单位工质流经热交换器时，其在热交换器中吸入的热量等于其——焓的增量 7 用焓表示的热力学第一定律解析式又称之为热力学第一定律的第——解析式二 8 代表系统因流入工质而获得的能量中取决于工质热力状态的那部分能量，称之为——，单位工质的这种能量称之为——，其单位为—— 焓比焓 KJ/kg 9 对于技术功而言，其广义力为——；广义位移为—— 比容 压力 10 稳定流动能量方程式中，有几项是可以在工程上直接利用的，称之为—— 技术功 11 开口系统中，随工质带入系统的能量包括哪几种类型——、——、——、——动能位能内能推动功 12 稳定流动过程中，系统内储存的能量可以改变X 13 稳定流动过程中，系统进出口处工质质量相等且不随时间而变，满足质量守恒条件 V 14 如果在流动过程中，热力系统在任何界面上工质的一切参数均不随时间而变化，则称这种流动过程为——稳定流动过程 15 热力学中常见物理量的符号非常重要，请指出放热中热量的符号为——；做压缩功为——；内能增加为—— 负负正 16 闭口系统热力学第一定律解析式仅适用于理想气体，不适用于实际气体 X 17 闭口系统热力学第一定律解析式仅适用于可逆过程 X 18热力学第一定律的文字表达式为—— 进入系统的能量-离开系统的能量=系统中储存能量的增加 19 单位质量的工质的内能称之为——，其单位是—— 比内能 J/kg 20 内能由——、——、分子能所组成，其中——在热力学中是不考虑的 内动能内位能分子能 21 热力学第一定律的实质是——能量守恒 22 可逆的绝热过程为定熵过程V 23 非准静态过程是可以在参数坐标图中用实线表示出来的 X 24 绝热过程中系统与外界不可能有能量的交换 X 25 热力学中，计算热量过程中，广义力是——；广义位移是——温度 熵 26 计算热力学功过程中，广义力为————；广义位移为———— 压力比容 27 热力学中，功的单位是————J

热力学考试题

1、克劳修斯等式与不等式：022 11≤+T Q T Q 。 2、可逆热力学过程0=?T dQ ，不可逆热力学过程0

14、热力学第零定律：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡. 15、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：Q W U U A B +=-；微分形式：W Q U d d d += 16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）； 开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）； 17、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即)(T U U =。 18、无摩擦的准静态过程是可逆过程。 19、熵增加原理：系统经过可逆绝热过程后熵不变，经过不可逆绝热过程后熵增加，在绝热条件下熵减少的过程是不可能实现的。熵增加原理用来判断过程进行的方向和限度。 20．孤立系统处在稳定平衡态的充要条件是：0?F ；等温等压系统处在稳定平衡态的充要条件是：0>?G 。 21、获得低温的方法主要有节流过程和绝热膨胀过程；节流过程

热力学 习题及答案

一、9选择题（共21分，每题3分） 1、理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态b.已 知TaQ 2 >0; (B) Q 2 >Q 1 >0; (C) Q 20. 2、图(a),(b),(c)各表示连接在一起的两个循环过程,其中(c)图是两个半径相等 的圆构成的两个循环过程, 图(a)和(b)则为半径不相等的两个圆.那么: [ C ] (A) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为正,图(c)总净功为零; (B) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为正; (C) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为零; (D) 图(a)总净功为正,图(b)总净功为正,图(c)总净功为负. 3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为ab’c’da,那么循环abcda 与ab’c’da所做的净功和热机效率变化情况是: (A)净功增大,效率提高; [ D ] (B)净功增大,效率降低; (C) 净功和效率都不变; (D) 净功增大,效率不变. 4、一定量的理想气体分别由图中初态a经①过程ab和由初态a’经②过程初

态a ’cb 到达相同的终态b, 如图所示,则两个过程中气体从外界吸收的热量Q 1,Q 2的关系为 [ B ] (A) Q 1<0,Q 1>Q 2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q 2 ; (C) Q 1<0,Q 10, Q 1

统计热力学基础习题课

统计热力学基础习题课 一、内容提要 1、微观粒子的运动形式和能级公式 n e r t εεεεεε++++=v 式中，ε：粒子的总能量，t ε：粒子整体的平动能，r ε：转动能，v ε：振动能， e ε：电子运动能，n ε：核运动能。 （1）三维平动子 )(822 22222c n b n a n m h z y x t ++=ε 式中，h ：普朗克常数；m ：粒子的质量；a ，b ，c ：容器的三个边长，n x ，n y ，n z 分别为x ，y ，z 轴方向的平动量子数，取值1，2，3……。 对立方容器 )(82 223 22z y x t n n n mV h ++= ε 基态n x = 1，n y = 1，n z = 1，简并度10,=t g ，而其他能级的简并度要具体情况具体分析，如3 2286mV h t =ε的能级，其简并度g = 3。 （2）刚性转子 双原子分子 )1(82 2+= J J I h r πε 式中，J ：转动量子数，取值0，1，2……，I ：转动惯量，2 0R I μ=，μ：分 子的折合质量，2 12 1m m m m +=μ，0R ：分子的平衡键长，能级r ε的简并度 g r = 2J+1 （3）一维谐振子 νυεh )2 1(v += 式中，ν：分子的振动频率，υ：振动量子数，取值0，1，2……，各能级

都是非简并的，g v = 1 对三维谐振子， νυυυεh z y x )2 3 (v +++= 2 )2)(1(v ++=s s g ， 其中s=υx + υy + υz （4）运动自由度：描述粒子的空间位置所必须的独立坐标的数目。 2、能级分布的微态数和Boltzmann 分布 （1）能级分布的微态数 能级分布：N 个粒子分布在各个能级上的粒子数，叫做能级分布数，每 一套能级分布数称为一种分布。 微态数：实现一种分布的方式数。 定域子系统能级分布微态数 ∏=i i n i D n g N W i !! 离域子系统能级分布微态数 ∏=i i n i D n g W i ! 系统总的微态数 ∑=ΩD D W （2）最概然分布 等概率定理：对N ，U ，V 确定的系统，每个可能的微态出现的概率相等。 Ω =1 P ，某个分布的概率 Ω =D D W P 最概然分布：微态数最大的分布称为最概然分布。最概然分布可以用来代表平衡分布。 （3）玻耳兹曼分布 对于一个N ，U ，V 确定的系统，kT i i i e g q N n ε-=——玻耳兹曼分布 配分函数：kT i i e g q ε-∑= 式中，i g ：能级i 的简并度，n ：分布在能级i 上的粒子数。