內(nèi)能計(jì)算及在熱機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用測試題目部分一、選擇題（每題3分，共15題）1.物體的內(nèi)能主要由以下哪一項(xiàng)決定？A.物體的質(zhì)量B.物體的溫度C.物體的狀態(tài)D.以上都是2.1千克水的溫度從20℃升高到80℃，其內(nèi)能增加了多少？（已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)）A.3.36×10?JB.2.52×10?JC.4.2×103JD.5.88×10?J3.下列哪個(gè)過程不會改變理想氣體的內(nèi)能？A.等溫壓縮B.等壓膨脹C.絕熱壓縮D.等體升溫4.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等溫過程，其內(nèi)能變化為：A.增加B.減少C.不變D.無法確定5.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過絕熱過程，其內(nèi)能變化為：A.增加B.減少C.不變D.無法確定6.熱機(jī)的效率主要取決于：A.高溫?zé)嵩吹臏囟菳.低溫冷源的溫度C.熱機(jī)的工作物質(zhì)D.以上都是7.理想卡諾熱機(jī)的效率公式為：A.η=1-T?/T?B.η=1-T?/T?C.η=T?/T?D.η=T?/T?8.熱機(jī)在一個(gè)循環(huán)中，從高溫?zé)嵩次樟?000焦耳的熱量，向低溫冷源放出了600焦耳的熱量，其效率為：A.40%B.60%C.20%D.80%9.熱機(jī)的實(shí)際效率總是：A.大于100%B.小于100%C.等于100%D.無法確定10.熱機(jī)在循環(huán)過程中，對外做的功等于：A.從高溫?zé)嵩次盏臒崃緽.向低溫冷源放出的熱量C.系統(tǒng)內(nèi)能的增加D.以上都不是11.熱機(jī)的工作循環(huán)中，以下哪個(gè)過程是能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵？A.吸熱過程B.放熱過程C.等溫過程D.絕熱過程12.熱機(jī)效率的提高主要依賴于：A.降低低溫冷源的溫度B.提高高溫?zé)嵩吹臏囟菴.減少熱機(jī)內(nèi)部的能量損失D.以上都是13.熱機(jī)在運(yùn)行過程中，以下哪個(gè)因素會導(dǎo)致效率降低？A.提高高溫?zé)嵩吹臏囟菳.降低低溫冷源的溫度C.熱機(jī)內(nèi)部存在摩擦D.熱機(jī)工作物質(zhì)選擇合理14.熱機(jī)在一個(gè)循環(huán)中，從高溫?zé)嵩次樟薗?焦耳的熱量，向低溫冷源放出了Q?焦耳的熱量，對外做的功為：A.Q?+Q?B.Q?-Q?C.Q?/Q?D.Q?/Q?15.熱機(jī)的循環(huán)效率與以下哪個(gè)因素?zé)o關(guān)？A.熱機(jī)的工作物質(zhì)B.高溫?zé)嵩吹臏囟菴.低溫冷源的溫度D.熱機(jī)的設(shè)計(jì)二、填空題（每空2分，共10題）1.物體的內(nèi)能是其內(nèi)部所有分子動能和______的總和。2.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等溫過程，其內(nèi)能______。3.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等壓過程，其內(nèi)能______。4.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等體過程，其內(nèi)能______。5.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過絕熱過程，其內(nèi)能______。6.理想卡諾熱機(jī)的效率公式為______。7.熱機(jī)在一個(gè)循環(huán)中，從高溫?zé)嵩次樟薗?焦耳的熱量，向低溫冷源放出了Q?焦耳的熱量，其效率為______。8.熱機(jī)的實(shí)際效率總是______。9.熱機(jī)的工作循環(huán)中，能量轉(zhuǎn)換主要發(fā)生在______和______過程中。10.熱機(jī)效率的提高主要依賴于______和______。三、計(jì)算題（每題10分，共5題）1.一定質(zhì)量的理想氣體從初態(tài)（P?,V?,T?）經(jīng)過等溫過程膨脹到末態(tài)（P?,V?,T?），已知?dú)怏w質(zhì)量為m，摩爾數(shù)為n，氣體常數(shù)R，求氣體在等溫過程中吸收的熱量Q。2.一定質(zhì)量的理想氣體從初態(tài)（P?,V?,T?）經(jīng)過等壓過程膨脹到末態(tài)（P?,V?,T?），已知?dú)怏w質(zhì)量為m，摩爾數(shù)為n，氣體常數(shù)R，求氣體在等壓過程中內(nèi)能的變化ΔU。3.一定質(zhì)量的理想氣體從初態(tài)（P?,V?,T?）經(jīng)過等體過程升溫到末態(tài)（P?,V?,T?），已知?dú)怏w質(zhì)量為m，摩爾數(shù)為n，氣體常數(shù)R，求氣體在等體過程中吸收的熱量Q。4.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過絕熱過程從初態(tài)（P?,V?,T?）膨脹到末態(tài)（P?,V?,T?），已知?dú)怏w質(zhì)量為m，摩爾數(shù)為n，氣體常數(shù)R，絕熱指數(shù)γ，求氣體在絕熱過程中對外做的功W。5.設(shè)計(jì)一個(gè)理想卡諾熱機(jī)，高溫?zé)嵩礈囟葹?00K，低溫冷源溫度為300K，求該熱機(jī)的理論最高效率。四、簡答題（每題5分，共10題）1.什么是物體的內(nèi)能？它包括哪些部分？2.理想氣體的內(nèi)能與哪些因素有關(guān)？3.等溫過程、等壓過程、等體過程和絕熱過程中，內(nèi)能的變化有什么特點(diǎn)？4.熱機(jī)的效率是如何定義的？其理論最大值是多少？5.提高熱機(jī)效率的主要途徑有哪些？6.熱機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在哪些主要問題？7.熱機(jī)的工作循環(huán)包括哪些主要過程？8.熱機(jī)在能量轉(zhuǎn)換過程中有哪些能量損失？9.熱機(jī)的工作物質(zhì)有哪些常見類型？10.熱機(jī)在現(xiàn)代社會中有哪些重要應(yīng)用？答案部分一、選擇題答案1.D2.A3.A4.C5.A6.D7.B8.A9.B10.D11.A12.D13.C14.B15.A二、填空題答案1.勢能2.不變3.增加4.增加5.增加6.η=1-T?/T?7.η=1-Q?/Q?8.小于100%9.吸熱，放熱10.提高高溫?zé)嵩吹臏囟?，降低低溫冷源的溫度三、?jì)算題答案1.解：等溫過程中，內(nèi)能不變，ΔU=0。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，Q=W=nRT?ln(V?/V?)。2.解：等壓過程中，內(nèi)能變化ΔU=nCv(T?-T?)。其中Cv為定體摩爾熱容。3.解：等體過程中，Q=ΔU=nCv(T?-T?)。4.解：絕熱過程中，W=ΔU=nCv(T?-T?)。其中T?=T?(V?/V?)^γ-1。5.解：卡諾熱機(jī)效率η=1-T?/T?=1-300/500=40%。四、簡答題答案1.物體的內(nèi)能是其內(nèi)部所有分子動能和勢能的總和。對于理想氣體，內(nèi)能僅包括分子動能。2.理想氣體的內(nèi)能與溫度和摩爾數(shù)有關(guān)，與體積和壓強(qiáng)無關(guān)。內(nèi)能U=nCvT。3.等溫過程中，內(nèi)能不變；等壓過程中，內(nèi)能增加；等體過程中，內(nèi)能增加；絕熱過程中，內(nèi)能減少。4.熱機(jī)效率η=W/Q?=1-Q?/Q?，其中W為對外做功，Q?為吸收的熱量，Q?為放出的熱量。理論最大值為η=1-T?/T?。5.提高熱機(jī)效率的主要途徑包括：提高高溫?zé)嵩礈囟?、降低低溫冷源溫度、減少熱機(jī)內(nèi)部能量損失。6.熱機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中存在的主要問題包括：效率有限、存在能量損失、可能產(chǎn)生環(huán)境污染。7.熱機(jī)的