1、熱力學自測題熱力學自測題大學物理大學物理1.下列說法正確的是下列說法正確的是 ：（1）可逆過程一定是平衡過程）可逆過程一定是平衡過程 （2）平衡過程一定是可逆過程）平衡過程一定是可逆過程（3）不可逆過程一定是非平衡過程）不可逆過程一定是非平衡過程（4）非平衡過程一定是不可逆過程。）非平衡過程一定是不可逆過程。答案答案（A）（）（1）、（）、（4）由一系列連續(xù)的平衡態(tài)或無限接近平衡狀態(tài)的由一系列連續(xù)的平衡態(tài)或無限接近平衡狀態(tài)的點組成的過程稱為準平衡過程，也稱為準靜態(tài)點組成的過程稱為準平衡過程，也稱為準靜態(tài)過程。過程。 可逆的條件可逆的條件1.過程必須是過程必須是準靜態(tài)的無限緩慢的過程準靜態(tài)的無限

2、緩慢的過程，以，以保證每一中間態(tài)均是平衡態(tài)。保證每一中間態(tài)均是平衡態(tài)。2.過程中無耗散。不存在摩擦過程中無耗散。不存在摩擦、粘滯性、電、粘滯性、電阻等阻等有摩擦的準有摩擦的準靜態(tài)過程是靜態(tài)過程是不可逆過程不可逆過程 PVP1, V1,T1(P2,V2.T2)AB(2)C解：解：，沿不同的路徑所做的功不同，功，沿不同的路徑所做的功不同，功可可正（比如說等溫膨脹）正（比如說等溫膨脹） 可負（可負（P1ABCp2)由于，溫度相等，由于，溫度相等，的過程中，的過程中，吸收吸收的熱量的熱量對外作的功對外作的功A，同樣可正可負，同樣可正可負VPAB*oABTT 答答：（：（ B ） 例例 一定量的理想氣體

3、，由平衡態(tài)一定量的理想氣體，由平衡態(tài) A B ，則，則無論經(jīng)過什么過程，系統(tǒng)必然：無論經(jīng)過什么過程，系統(tǒng)必然： A）對外作正功；對外作正功； B）內(nèi)能增加；內(nèi)能增加； C）從外界吸熱；從外界吸熱； D） 向外界放熱。向外界放熱。 功和熱量都是過程量功和熱量都是過程量, 始末狀態(tài)確定后，不同過始末狀態(tài)確定后，不同過程，功和熱量是不同的程，功和熱量是不同的; 而內(nèi)能是狀態(tài)量只決定于始而內(nèi)能是狀態(tài)量只決定于始末狀態(tài)末狀態(tài), 與過程無關(guān)與過程無關(guān) .1211QQQA 凈凈吸收的熱量吸收的熱量輸出功輸出功 121TT 卡卡諾諾 4. 解：解：（1 1）兩個循環(huán)曲線所包圍的面積）兩個循環(huán)曲線所包圍的面積相

4、等，說明對外界作的功相等。相等，說明對外界作的功相等。但效率不相等。但效率不相等。（2 2）兩個熱機從高溫熱源吸收）兩個熱機從高溫熱源吸收 的熱量為的熱量為1211VVlnRTMMQmol pV432V1V1o21Q2Q3V4V1T2T5.所列四圖分別表示某人設(shè)想的理想氣體的四個循環(huán)過程，請選出其中一個在物理上可能實現(xiàn)的循環(huán)過程的圖的標號 解：解：比較絕熱和等溫過程的陡峭程度，從而判斷哪個圖畫的比較絕熱和等溫過程的陡峭程度，從而判斷哪個圖畫的有問題有問題POVSTAAATVpdVdp 1 絕熱線在絕熱線在A點的斜率的大小大于等溫線在點的斜率的大小大于等溫線在A點斜率的點斜率的大小。大小。TSd

5、VdpdVdp0pdVVdpCpVVpdVdpASApdpdVV 絕熱過程曲線比等溫線陡絕熱過程曲線比等溫線陡等溫過程等溫過程絕熱絕熱過程過程、設(shè)有以下一些過程：、設(shè)有以下一些過程：（1）兩種不同氣體在等溫下互相混合。）兩種不同氣體在等溫下互相混合。（2）理想氣體在定容下降溫。）理想氣體在定容下降溫。（3）液體在等溫下汽化。）液體在等溫下汽化。（4）理想氣體在等溫下壓縮。）理想氣體在等溫下壓縮。（5）理想氣體絕熱自由膨脹。）理想氣體絕熱自由膨脹。在這些過程中，使系統(tǒng)的熵增加的過程是在這些過程中，使系統(tǒng)的熵增加的過程是 （ ）（A）（）（1）、（）、（2）、（）、（3） （B）（）（2）、（）、

6、（3）、（）、（4）（C）（）（3）、（）、（4）、（）、（5） （D）（）（1）、（）、（3）、（）、（5）答案：（）答案：（）BBAAdQdQSTT 可逆不可逆微小過程微小過程1、熵是熱力學系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)熵是熱力學系統(tǒng)的態(tài)函數(shù)2、某一狀態(tài)的熵值只有相對意義某一狀態(tài)的熵值只有相對意義3、系統(tǒng)熵變只取決于始態(tài)和末態(tài)系統(tǒng)熵變只取決于始態(tài)和末態(tài)（）引入新的態(tài)函數(shù)（）引入新的態(tài)函數(shù)克勞修斯熵，用克勞修斯熵，用S表示表示 BABAABTdQdSSS可可逆逆TdQdS可可逆逆 4、熵值具有可加性熵值具有可加性說明說明2、玻爾茲曼熵、玻爾茲曼熵自然過程是向熱力學概率自然過程是向熱力學概率 增大的方向進行。增

7、大的方向進行。引入引入態(tài)函數(shù)熵態(tài)函數(shù)熵 lnkS 在孤立系統(tǒng)中所進行的自然過程總是沿著熵增大的在孤立系統(tǒng)中所進行的自然過程總是沿著熵增大的方向記性，平衡態(tài)對應(yīng)于熵最大的狀態(tài)，即方向記性，平衡態(tài)對應(yīng)于熵最大的狀態(tài)，即熵增加熵增加原理原理。熵的微觀意義是系統(tǒng)內(nèi)分子熱運動無序性的量度熵的微觀意義是系統(tǒng)內(nèi)分子熱運動無序性的量度0 S 玻爾茲曼熵玻爾茲曼熵熱力學概率熱力學概率 宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)，用宏觀態(tài)所對應(yīng)的微觀態(tài)數(shù)，用 表示。表示。絕熱自由膨脹，溫度不變，熵增加絕熱自由膨脹，溫度不變，熵增加8. 、如圖所示，設(shè)某一熱力學系統(tǒng)經(jīng)歷一個由、如圖所示，設(shè)某一熱力學系統(tǒng)經(jīng)歷一個由cde 的過程。的過程

8、。其中，其中，ab是一條絕熱曲線，是一條絕熱曲線，ec在該曲線上。由熱力學定律可知，在該曲線上。由熱力學定律可知，該系統(tǒng)在過程中該系統(tǒng)在過程中 （ ）（A）不斷向外界放出熱量）不斷向外界放出熱量 （B）不斷從外界吸收熱量。）不斷從外界吸收熱量。（C）有的階段吸熱，有的階段放熱，整個過程中吸的熱量等）有的階段吸熱，有的階段放熱，整個過程中吸的熱量等于放出的熱量。于放出的熱量。（D）有的階段吸熱，有的階段放熱，整個過程中吸的熱量大有的階段吸熱，有的階段放熱，整個過程中吸的熱量大于放出的熱量。于放出的熱量。（E）有的階段吸熱，有的階段放熱，整個過程中吸的熱量?。┯械碾A段吸熱，有的階段放熱，整個過程中

9、吸的熱量小于放出的熱量于放出的熱量。F(1) cF, 溫度降低，溫度降低，內(nèi)能降低外界對內(nèi)能降低外界對系統(tǒng)做正功，放系統(tǒng)做正功，放熱熱（）（）de, 溫度升溫度升高，內(nèi)能增加同時，高，內(nèi)能增加同時，系統(tǒng)對外做功，必然系統(tǒng)對外做功，必然要吸熱要吸熱（）假設(shè)（）假設(shè)有一循環(huán)有一循環(huán)ecde,整個循環(huán)系統(tǒng)對外界做正功，內(nèi)能沒有變化，說明整整個循環(huán)系統(tǒng)對外界做正功，內(nèi)能沒有變化，說明整個循環(huán)中系統(tǒng)從外界吸收了熱量個循環(huán)中系統(tǒng)從外界吸收了熱量 ec是絕熱過是絕熱過程，不吸收熱量程，不吸收熱量所以所以cde過程中過程中一定是吸收的一定是吸收的熱量一定大于放出的熱量熱量一定大于放出的熱量（）問氣體分子的平均

10、速率變?yōu)樵瓉淼膸妆?？（）問氣體分子的平均速率變?yōu)樵瓉淼膸妆叮浚ǎτ谒伲ǎτ谒俾蔬B續(xù)分布率連續(xù)分布 0)(dvvvfNdNvNvdNvmolmolMRT.MRTmkTv60188 （）對于絕熱壓縮過程（）對于絕熱壓縮過程1VT 恒量i+2i速率變?yōu)樵瓉淼乃俾首優(yōu)樵瓉淼亩羁疹}解：解：0(1)PV22iiERT00835(2)2222PVRTRT003PV=22AiEPV005PV=22BiEPV用絕熱材料制成的容器RCCVp 理想氣體理想氣體RiCV2 （）（）標準狀態(tài)標準狀態(tài)5273,1.01.013 10,TK patmPamolMpVRTMmolpRTM2molM該氣體為氫氣該氣體為氫

11、氣所以52VCR72pCR、 處于平衡態(tài)處于平衡態(tài)A A的熱力學系統(tǒng)的熱力學系統(tǒng), ,若經(jīng)準靜態(tài)等容過程若經(jīng)準靜態(tài)等容過程變到平衡態(tài)變到平衡態(tài)B B，將從外界吸熱，將從外界吸熱416 J416 J，若經(jīng)準靜態(tài)等壓過，若經(jīng)準靜態(tài)等壓過程變到與平衡態(tài)程變到與平衡態(tài)B B有相同溫度的平衡態(tài)有相同溫度的平衡態(tài)C C，將從外界吸熱，將從外界吸熱582 J582 J。所以，從平衡態(tài)。所以，從平衡態(tài)A A變到平衡態(tài)變到平衡態(tài)C C的準靜態(tài)等壓過的準靜態(tài)等壓過程中系統(tǒng)對外界所做的功為程中系統(tǒng)對外界所做的功為_ _ V VP P解：解：AB 等體過程等體過程AC等壓過程等壓過程VBAQEE()pcACAQEEp VV又因為和溫度相等，對理想氣體來說，內(nèi)又因為和溫度相等，對理想氣體來說，內(nèi)能相等所以從能相等所以從AB與與 AC內(nèi)能變化量相等內(nèi)能變化量相等 ()582416CAp VVJ一定量的某種理想氣體在等壓過程中對外作一定量的某種理想氣體在等壓過程中對外作功為，若此氣體為單原子分子氣體，則功為，若此氣體為單原子分子氣體，則該過程中需吸熱該過程中需吸熱_J; 若為雙原子分子氣體，若為雙原子分子氣體，則需吸熱則需吸熱)TT(RMM)TT(RiMM)VV(pEQmolmolp1212122 2. 等壓過程等壓過程p=恒量恒量)VV(pp