熱統(tǒng)期中試題及答案

單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.理想氣體內(nèi)能取決于（）A.壓強(qiáng)B.體積C.溫度D.密度2.系統(tǒng)從外界吸熱，其熵（）A.一定增加B.一定減少C.不變D.可能增加3.孤立系統(tǒng)的熵（）A.只能增加B.只能減少C.不變D.可增可減4.經(jīng)典理想氣體的分子配分函數(shù)中與體積有關(guān)的是（）A.平動(dòng)B.轉(zhuǎn)動(dòng)C.振動(dòng)D.電子運(yùn)動(dòng)5.等壓過程中系統(tǒng)做功表達(dá)式為（）A.\(W=p\DeltaV\)B.\(W=-\intpdV\)C.\(W=V\Deltap\)D.\(W=-\intVdp\)6.正則系綜描述的是（）A.孤立系統(tǒng)B.封閉系統(tǒng)C.開放系統(tǒng)D.絕熱系統(tǒng)7.能斯特定理說的是（）A.絕對零度時(shí)熵為零B.絕對零度不可達(dá)到C.熵永不減少D.內(nèi)能與溫度關(guān)系8.麥克斯韋速率分布函數(shù)適用于（）A.非平衡態(tài)氣體B.平衡態(tài)理想氣體C.任何氣體D.液體9.對于簡單固體，其定容熱容在高溫極限下趨近于（）A.\(R\)B.\(2R\)C.\(3R\)D.\(4R\)10.自由能\(F=U-TS\)中，\(U\)是（）A.內(nèi)能B.焓C.熵D.壓強(qiáng)多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.以下屬于廣延量的有（）A.內(nèi)能B.溫度C.熵D.壓強(qiáng)2.理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程方程有（）A.\(pV^{\gamma}=C\)B.\(TV^{\gamma-1}=C\)C.\(p^{1-\gamma}T^{\gamma}=C\)D.\(pV=nRT\)3.影響分子配分函數(shù)的因素有（）A.溫度B.體積C.分子結(jié)構(gòu)D.壓強(qiáng)4.熱力學(xué)第二定律的表述有（）A.克勞修斯表述B.開爾文表述C.能斯特定理D.玻爾茲曼熵公式5.下列過程屬于不可逆過程的有（）A.熱傳導(dǎo)B.氣體自由膨脹C.可逆卡諾循環(huán)D.擴(kuò)散6.經(jīng)典理想氣體的內(nèi)能包含（）A.平動(dòng)能B.轉(zhuǎn)動(dòng)能C.振動(dòng)能D.電子能7.熵的性質(zhì)包括（）A.廣延量B.狀態(tài)函數(shù)C.與過程有關(guān)D.總是增加8.正則系綜的特點(diǎn)有（）A.系統(tǒng)與熱源接觸B.能量固定C.溫度恒定D.粒子數(shù)可變9.等容過程中，以下說法正確的有（）A.系統(tǒng)做功為0B.\(Q=\DeltaU\)C.壓強(qiáng)不變D.體積不變10.玻爾茲曼分布適用條件包括（）A.近獨(dú)立粒子系統(tǒng)B.平衡態(tài)C.經(jīng)典極限D(zhuǎn).任何系統(tǒng)判斷題（每題2分，共10題）1.溫度是強(qiáng)度量，內(nèi)能是廣延量。（）2.可逆過程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過程，準(zhǔn)靜態(tài)過程一定是可逆過程。（）3.理想氣體絕熱自由膨脹過程中熵不變。（）4.分子配分函數(shù)與系統(tǒng)的能量零點(diǎn)選擇有關(guān)。（）5.孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的一切過程熵永不減少。（）6.定壓熱容一定大于定容熱容。（）7.正則系綜中系統(tǒng)能量是確定值。（）8.等壓過程中系統(tǒng)吸收的熱量全部用于增加內(nèi)能。（）9.麥克斯韋速率分布函數(shù)可用于計(jì)算分子平均速率。（）10.絕對零度時(shí)，所有物質(zhì)的熵都為零。（）簡答題（每題5分，共4題）1.簡述熱力學(xué)第零定律及其意義答：如果兩個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)中的每一個(gè)都與第三個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。意義是為溫度的定義和測量提供了理論基礎(chǔ)。2.簡述卡諾定理內(nèi)容答：在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切可逆熱機(jī)，其效率都相等，與工作物質(zhì)無關(guān)；在相同高溫?zé)嵩磁c相同低溫?zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)，其效率都不可能大于可逆熱機(jī)的效率。3.簡述玻爾茲曼熵公式及意義答：\(S=k\ln\Omega\)，\(S\)是熵，\(k\)是玻爾茲曼常量，\(\Omega\)是微觀狀態(tài)數(shù)。意義是把宏觀的熵和微觀的狀態(tài)數(shù)聯(lián)系起來，揭示了熵的統(tǒng)計(jì)意義。4.簡述內(nèi)能的全微分表達(dá)式及各量含義答：\(dU=TdS-pdV\)，\(U\)是內(nèi)能，\(T\)是溫度，\(S\)是熵，\(p\)是壓強(qiáng)，\(V\)是體積。表示內(nèi)能隨熵和體積的微小變化關(guān)系。討論題（每題5分，共4題）1.討論理想氣體等溫、等壓、等容過程中內(nèi)能、焓、熵的變化情況答：等溫過程，內(nèi)能和焓不變，熵變\(\DeltaS=nR\ln(V_2/V_1)\)；等壓過程，內(nèi)能\(\DeltaU=nC_V\DeltaT\)，焓\(\DeltaH=nC_p\DeltaT\)，熵變\(\DeltaS=nC_p\ln(T_2/T_1)\)；等容過程，內(nèi)能\(\DeltaU=nC_V\DeltaT\)，焓\(\DeltaH=nC_p\DeltaT\)，熵變\(\DeltaS=nC_V\ln(T_2/T_1)\)。2.討論熵增加原理在實(shí)際生活中的體現(xiàn)答：如熱傳遞，熱量從高溫物體傳向低溫物體，系統(tǒng)熵增加；又如氣體自由膨脹，混亂度增大，熵增加。生活中許多自發(fā)過程都符合熵增加原理，體現(xiàn)了自然過程的方向性。3.討論經(jīng)典理想氣體和量子理想氣體在處理方法上的主要區(qū)別答：經(jīng)典理想氣體用經(jīng)典力學(xué)描述，采用麥克斯韋-玻爾茲曼分布；量子理想氣體用量子力學(xué)描述，需考慮粒子的全同性，費(fèi)米子用費(fèi)米-狄拉克分布，玻色子用玻色-愛因斯坦分布。4.討論自由能\(F\)和吉布斯函數(shù)\(G\)的引入目的及應(yīng)用場景答：引入目的是為處理特定條件下的熱力學(xué)問題。\(F\)用于等溫等容過程，判斷過程自發(fā)方向；\(G\)用于等溫等壓過程，如化學(xué)反應(yīng)、相平衡中判斷過程方向和平衡條件。答案單項(xiàng)選擇題1.C2.D3.A4.A5.A6.B7.A8.B9.C10.A多項(xiàng)選擇題