福州大學考研真題試卷及答案考試時長：120分鐘滿分：100分班級：__________姓名：__________學號：__________得分：__________試卷名稱：福州大學考研真題試卷考核對象：報考福州大學相關專業(yè)碩士研究生題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）總分20分-單選題（總共10題，每題2分）總分20分-多選題（總共10題，每題2分）總分20分-案例分析（總共3題，每題6分）總分18分-論述題（總共2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.熵增原理表明孤立系統(tǒng)的熵在可逆過程中保持不變。2.熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述是等價的。3.熱力學循環(huán)過程中，系統(tǒng)對外做的功等于循環(huán)曲線所包圍的面積。4.熵是一個狀態(tài)函數(shù)，其變化僅與系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)有關，與過程路徑無關。5.熱機效率越高，其工作溫度越高。6.熱力學平衡態(tài)是指系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻且不隨時間變化的狀態(tài)。7.熱力學第二定律的統(tǒng)計意義是熵增加的方向是概率更大的方向。8.熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能包括動能、勢能和分子熱運動能量。9.熱力學第二定律的開爾文表述是：不可能從單一熱源吸熱并完全轉(zhuǎn)化為功而不產(chǎn)生其他影響。10.熱力學第三定律指出，絕對零度無法達到。二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪個物理量是狀態(tài)函數(shù)？（）A.功B.熱量C.內(nèi)能D.熵2.熱機在高溫熱源和低溫熱源之間工作，其最大效率取決于？（）A.高溫熱源的溫度B.低溫熱源的溫度C.高低溫熱源的溫度差D.熱機的工作物質(zhì)3.熱力學第一定律的數(shù)學表達式為？（）A.ΔU=Q-WB.ΔU=Q+WC.ΔU=Q+WD.ΔU=Q-W4.熵增原理適用于？（）A.孤立系統(tǒng)B.封閉系統(tǒng)C.開放系統(tǒng)D.非平衡態(tài)系統(tǒng)5.熱機效率最高的理想循環(huán)是？（）A.卡諾循環(huán)B.焦耳循環(huán)C.拉格朗日循環(huán)D.開爾文循環(huán)6.熱力學第二定律的克勞修斯表述是？（）A.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體B.熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體C.熱機效率不可能達到100%D.熱力學系統(tǒng)的熵總是增加的7.熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能變化量ΔU取決于？（）A.系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)B.過程路徑C.系統(tǒng)的溫度D.系統(tǒng)的體積8.熱力學第三定律指出，當溫度趨近于絕對零度時，系統(tǒng)的熵趨近于？（）A.零B.無窮大C.某個常數(shù)D.無法確定9.熱機在循環(huán)過程中，對外做的功W等于？（）A.系統(tǒng)吸收的熱量QB.系統(tǒng)放出的熱量QC.系統(tǒng)內(nèi)能的變化量ΔUD.循環(huán)曲線所包圍的面積10.熱力學平衡態(tài)的宏觀特征是？（）A.系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻B.系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)不均勻C.系統(tǒng)的溫度恒定D.系統(tǒng)的壓強恒定三、多選題（每題2分，共20分）1.熱力學第一定律的適用范圍包括？（）A.可逆過程B.不可逆過程C.靜態(tài)過程D.動態(tài)過程2.熱力學第二定律的統(tǒng)計意義包括？（）A.熵增加的方向是概率更大的方向B.熵減少的方向是概率更大的方向C.系統(tǒng)趨向于熱力學平衡態(tài)D.系統(tǒng)趨向于熱力學非平衡態(tài)3.熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能包括？（）A.分子動能B.分子勢能C.機械能D.熱能4.熱機效率高的條件包括？（）A.高溫熱源溫度越高B.低溫熱源溫度越低C.熱機工作過程可逆D.熱機工作過程不可逆5.熱力學平衡態(tài)的微觀特征包括？（）A.系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻B.系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)不均勻C.系統(tǒng)的熵達到最大值D.系統(tǒng)的熵達到最小值6.熱力學第三定律的推論包括？（）A.絕對零度無法達到B.當溫度趨近于絕對零度時，系統(tǒng)的熵趨近于零C.熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能無法為零D.熱力學系統(tǒng)的熵無法為零7.熱力學循環(huán)過程的特點包括？（）A.系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)在循環(huán)結(jié)束后恢復原值B.系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)在循環(huán)結(jié)束后不恢復原值C.系統(tǒng)對外做的功等于循環(huán)曲線所包圍的面積D.系統(tǒng)吸收的熱量等于放出的熱量8.熱力學第二定律的開爾文表述的正確理解包括？（）A.熱機效率不可能達到100%B.熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體C.熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體D.熱機在循環(huán)過程中必須產(chǎn)生其他影響9.熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能變化量ΔU取決于？（）A.系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)B.過程路徑C.系統(tǒng)的溫度D.系統(tǒng)的體積10.熱力學平衡態(tài)的宏觀特征包括？（）A.系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻B.系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)不均勻C.系統(tǒng)的溫度恒定D.系統(tǒng)的壓強恒定四、案例分析（每題6分，共18分）1.某理想氣體經(jīng)歷一個可逆絕熱過程，初態(tài)溫度為300K，壓強為1atm，體積為10L，終態(tài)體積為20L。求終態(tài)溫度和壓強。2.某卡諾熱機工作在高溫熱源750K和低溫熱源300K之間，若熱機效率為60%，求熱機每吸收1000J熱量對外做的功。3.某系統(tǒng)經(jīng)歷一個不可逆過程，初態(tài)熵為100J/K，系統(tǒng)吸收了500J熱量，同時對外做了300J功。求終態(tài)熵。五、論述題（每題11分，共22分）1.論述熱力學第二定律的克勞修斯表述和開爾文表述的等價性，并舉例說明。2.論述熱力學第三定律的意義及其對絕對零度無法達到的解釋。---標準答案及解析一、判斷題1.×（熵增原理適用于孤立系統(tǒng)，孤立系統(tǒng)的熵在可逆過程中不變，在不可逆過程中增加。）2.√（克勞修斯表述和開爾文表述是等價的，都描述了熱力學第二定律的本質(zhì)。）3.√（熱力學循環(huán)過程中，系統(tǒng)對外做的功等于循環(huán)曲線所包圍的面積。）4.√（熵是狀態(tài)函數(shù)，其變化僅與系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)有關，與過程路徑無關。）5.√（熱機效率越高，其工作溫度越高，根據(jù)卡諾效率公式η=1-T2/T1。）6.√（熱力學平衡態(tài)是指系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻且不隨時間變化的狀態(tài)。）7.√（熱力學第二定律的統(tǒng)計意義是熵增加的方向是概率更大的方向。）8.√（熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能包括動能、勢能和分子熱運動能量。）9.√（熱力學第二定律的開爾文表述是：不可能從單一熱源吸熱并完全轉(zhuǎn)化為功而不產(chǎn)生其他影響。）10.√（熱力學第三定律指出，絕對零度無法達到。）二、單選題1.C（內(nèi)能是狀態(tài)函數(shù)。）2.C（熱機效率取決于高低溫熱源的溫度差。）3.A（熱力學第一定律的數(shù)學表達式為ΔU=Q-W。）4.A（熵增原理適用于孤立系統(tǒng)。）5.A（卡諾循環(huán)是理想循環(huán)，效率最高。）6.A（熱力學第二定律的克勞修斯表述是熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。）7.A（熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能變化量ΔU取決于系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)。）8.A（熱力學第三定律指出，當溫度趨近于絕對零度時，系統(tǒng)的熵趨近于零。）9.D（熱機在循環(huán)過程中，對外做的功W等于循環(huán)曲線所包圍的面積。）10.A（熱力學平衡態(tài)的宏觀特征是系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻。）三、多選題1.A,B,C,D（熱力學第一定律適用于所有過程。）2.A,C（熵增加的方向是概率更大的方向，系統(tǒng)趨向于熱力學平衡態(tài)。）3.A,B（熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能包括分子動能和分子勢能。）4.A,B,C（熱機效率高的條件包括高溫熱源溫度越高、低溫熱源溫度越低、熱機工作過程可逆。）5.A,C（熱力學平衡態(tài)的微觀特征是系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻，系統(tǒng)的熵達到最大值。）6.A,B（絕對零度無法達到，當溫度趨近于絕對零度時，系統(tǒng)的熵趨近于零。）7.A,C（熱力學循環(huán)過程的特點包括系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)在循環(huán)結(jié)束后恢復原值，系統(tǒng)對外做的功等于循環(huán)曲線所包圍的面積。）8.A,C,D（熱力學第二定律的開爾文表述的正確理解包括熱機效率不可能達到100%，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，熱機在循環(huán)過程中必須產(chǎn)生其他影響。）9.A,B,C,D（熱力學系統(tǒng)的內(nèi)能變化量ΔU取決于系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)、過程路徑、系統(tǒng)的溫度和體積。）10.A,C（熱力學平衡態(tài)的宏觀特征是系統(tǒng)內(nèi)部各部分性質(zhì)均勻，系統(tǒng)的溫度恒定。）四、案例分析1.終態(tài)溫度和壓強解：理想氣體可逆絕熱過程滿足PV^γ=常數(shù)，其中γ為比熱比（取1.4）。初態(tài)：P1=1atm，V1=10L，T1=300K。終態(tài)：V2=20L，T2=?，P2=?。根據(jù)絕熱過程公式：T2=T1(V1/V2)^γ=300(10/20)^1.4=300(0.5)^1.4≈150K。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：P2V2=P1V1(T2/T1)=>P2=P1(V1/V2)(T2/T1)=1(10/20)(150/300)=0.25atm。參考答案：終態(tài)溫度為150K，壓強為0.25atm。2.卡諾熱機做功解：卡諾效率η=1-T2/T1=1-300/750=0.6。每吸收1000J熱量，對外做功W=ηQ=0.6×1000=600J。參考答案：熱機每吸收1000J熱量對外做的功為600J。3.不可逆過程熵變解：熱力學第二定律的熵增公式ΔS=Q/T+ΔS_gen，其中ΔS_gen為不可逆過程的熵產(chǎn)生量。終態(tài)熵S2=S1+ΔS=S1+Q/T-W/T=100+500/300-300/300=100+1.67-1=100.67J/K。參考答案：終態(tài)熵為100.67J/K。五、論述題1.熱力學第二定律表述的等價性解析：-克勞修斯表述：熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。-開爾文表述：不可能從單一熱源吸熱并完全轉(zhuǎn)化為功而不產(chǎn)生其他影響。等價性證明：假設克勞修斯表述不成立，即熱量可以自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，則可以設計一個熱機僅利用這個熱量做功，不產(chǎn)生其他影響，這與開爾文表述矛盾。反之亦然。舉例：-克勞修斯表述：冰箱不能自發(fā)地將熱量從低溫室內(nèi)傳到高溫室外而不耗電。-開爾文表述：熱機不能僅從高溫熱源吸熱完全轉(zhuǎn)化為功而不產(chǎn)生其他影響。結(jié)論：兩表述等價，均描述了