《热力学第一、第二定律》习题

《《热力学第一、第二定律》习题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《热力学第一、第二定律》习题（13页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、热力学第一、第二定律习题本章从能量的观点研究物质热现象的宏观基本规律及其应用，是热力学的基础内容。主要 有：准静态过程、热量、功、内能等基本概念，与热力学第一定律及其对理想气体各等值过程 的应用，理想气体的摩尔热容，循环过程，卡诺循环 和热力学第二定律等。基本要求掌握功和热量的概念，理解平衡过程。掌握热力学第一定律，能熟练地分析、计算理想气体各 等值过程和绝热过程中功、热量、内能的改变量及卡诺循环的效率。理解可逆过程和不可逆过程，理解热力学第二定律的两种叙述。一、基本练习在下列理想气体各种过程中，那些过程可能发生？（ ）(A) 等体加热，内能减少，压强升高 (B) 等温压缩，吸收热量，压强升高

2、(C) 等压压缩，吸收热量，内能增加 (D) 绝热压缩，内能增加，压强升高2 在实际应用中，提高热机的效率可行的办法是（ ）(A)(C)提高高温热源的温度 (B) 降低低温热源的温度选择单原子理想气体作工作物质 (D) 增大热机功的输出3 下列说法那一个是正确的（ ）(A) 热量不能从低温物体传到高温物体(B) 热量不能全部转变为功(C) 功不能全部转化为热量(D) 气体在真空中的自由膨胀过程是不可逆过程4 在绝热容器中，气体分子向真空中自由膨胀，在这过程中（ ）(A)气体膨胀对外作功，系统内能减小 (B)气体膨胀对外作功，系统内能不变(C)系统不吸收热量，气体温度不变 (D)系统不吸收热量，

3、气体温度降低 5 一定量的理想气体，从 p-V 图上初态 a 经历或过程到达末态 b，已知 a、b 两态处于同一条绝热线上（图中虚线所示），问各过程中气体吸热还是放热。（ ）(A) 过程吸热，过程放热(B) 过程放热，过程吸热(C) 两种过程都吸热 (D) 两种过程都放热6 一定量的理想气体分别由初态 a 经过程 ab 和由初态 a经过程 acb到达相同的终态 b，如 p-T 图所示，则两个过程中气体从外界吸收热量 Q 、Q 的关系为（ ）1 2(A)(C)Q Q 1 1 2Q 0, Q 0, Q Q 1 1 2Q 0, Q Q 1 1 27 一定量的理想气体从体积 V 膨胀到体积 V 分别经

4、历的过程如 下左图：AB 等压过程；AC 等温1 2过程；AD 绝热过程，其中吸热最多的过程（ ）(A) AB (B) AC (C) AD (D) 一样多-1-13 4 2 8 如上面右图所示,下列说法正确的是（ ）(A) agd 线上各状态的温度比 acd 线上各状态的温度高(B) agd 所表示的过程系统放出热量(C) 路径 acd 和 agd 表示等温过程(D) 面积 acdga 表示循环过程中系统所作的功9 1mol 的单原子理想气体从 A 状态变为 B 状态，如果不知道是什么气体，变化过程也不清楚， 但是可以确定 A、B 两态的宏观参量，则可以求出（ ）(A)(C)气体所作的功 (B

5、)气体传给外界的热量 (D)气体内能的变化气体的质量10在标准大气压下，1g 水的体积为 3，水沸腾后完全汽化，变成 1.67110-3m3的蒸气，在此过程中内能的增量为（标准大气压下水的汽化热为106Jkg ）。（ ）10 J10 J10 J11 在 600K 的高温热源和 300K 的低温热源间工作的卡诺热机，理论上最大效率可达到（ ）(A) 100% (B) 75% (C) 50% (D) 25%12 在标准条件下，将 1mol 单原子气体等温压缩到升，外力所作的功为（ ）(A) 285 J (B) -652 J (C) 1570 J (D) 652 J13 在上题中,如果将单原子气体绝

6、热压缩到升,外力所作的功为（ ）(A) 693J103J (C) 719J (D) 678J14 致冷系数为 6 的一台冰箱，如果致冷量为106J.h-1，则冰箱一昼夜的耗电量为（ ）度度 (C) 50 度106度15 气体的定压热容量大于同种气体的定体热容量，这是由于在定压膨胀过程中( )(A) 气体的膨胀系数不同 (B) 气体膨胀对外做功(C) 分子引力增大 (D) 分子体积膨胀16 如果DW 表示气体等温压缩到给定体积所作的功， DQ 表示在此过程中气体吸收的热量， DWT a 表示气体绝热膨胀回到它原有体积所作的功，则在整个过程中气体内能的增量为(A) 0 (B)DW +DQ -DW

7、Ta(C)DQ -DW -DW Ta(D)DW -DQ -DW Ta17 理想气体经历所示的 abc 平衡过程 如下左图，则该系统对外做功 W，从外界吸收的热量 Q 和内能的增量DE 的正负情况如下( )(A) (B)(C) (D)18 如上面右图所示,一定量的理想气体经历 acb 过程时吸热 200J，则经历 acbda 过程时，吸热 为( )(A) -1200J (B) -1000J (C) -700J (D) 1000JpV 19 某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中 AB 直线所示，AB 表示的过程是( )(A) 等压过程 (B) 等体过程(C) 等温过程 (D) 绝热过程

8、20 关于热功转换和热量传递有下面一些叙述(1）功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功；（2）一切热机的效率都小于 1 ；（3）热量不能从低温物体传到高温物体；（4）热量从高温物体传到低温物体是不可逆的。以上这些叙述( )(A) 只有（2）、（4）正确(B) 只有（2）、（3）、（4）正确(C) 只有（1）、（3）、（4）正确(D) 全部正确二、选做练习：1 一定量某理想气体按 常量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度（ ）(A)将升高 (B)将降低(C)不变 (D)升高还是降低，不能确定2 不可逆过程是（ ）(A)不能反向进行的过程(B)系统不能回复到初始状态的过程(C)有摩擦存在的过程或者

9、非准静态的过程(D)外界有变化的过程3 热力学第二定律表明（ ）(A)不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的动(B)在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功(C)热不能全部转变为功(D)热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体4 如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定 量的理想气体，压强为 p ，右边为真空，今将隔板抽去，气体自由膨胀，当o气体达到平衡时，气体的压强是（ ）(A)po(B)p /2o(C)2po(D)p /2o5 一定量的理想气体，分别进行如图所示的两个卡诺循环 abcda 和abcda，若在 p-V 图上这两个循环曲线所围的面积相等，则可以

10、由此得知这两个循环（ ）（A） 效率相等（B） 从高温热源吸收的热量相等（C） 向低温热源放出的热量相等（D） 在每次循环中对外作的净功相等6 下面给出理想气体状态方程的几种微分形式，指出它们各表示什么过程（1）（2）m p d V = R d TMm V d p = R dTM表示表示过程过程（3）pdV +Vdp =0表示过程7 “理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功，因此热能能够全部转化为机械能”。 这一说法 （服从，违背）热力学第一定律；这与热力学第二定律 （矛盾，不矛盾）。8 摩尔热容比为 1.4 的一定量理想气体从状态 A 出发，经过等压过程膨胀到状态 B

11、，又经绝热过程膨胀到状态 C，5R如图所示。试求全过程中气体对外所作的功、内能的增量以及吸收的热量（气体的定体摩尔热容量为 2 ）。第八题9 如图所示，ABC 为 1mol 氦气的循环过程，整个循环由一个等压过程、一个等体过程和一个绝热过程构成，求此 循环过程的效率。第九题热力环流一、教学内容本教学设计的内容选自普通高中地理新课标实验教材湘教版版必修 1 的第二章 第三节大气环境中的热力环流。主要介绍热力环流的形成过程及生活中的一些常 见例子海陆风和城市风等。二、课标解读课标要求：运用图表说明大气的受热过程。热力环流是大气运动最简单的形 式，在本单元中有着举足轻重的作用，是后面学习“风”“全球

12、性大气环流”“常 见的天气系统”等知识的基础。同时，热力环流的形成过程和形成原理又是一个 难点，很多学生在学习后仍然思维模糊，概念混淆。如何才能突破这个难点，只 有在教学过程中遵循学生的认识规律，循序渐进，步步深入，才能让学生更好地 接受。三、教学目标1知识与技能掌握热力环流的定义，熟练阅读热力环流示意图，理解热力环流的形成过程。 通过绘制热力环流图，培养学生的绘图能力和理解问题的能力。能够利用热力环流原理解答生产、生活中的局地环流问题。2过程与方法本课遵循由问题媒体演示获得感性认识分析推理运动过程归纳概括运动 规律（理性认识）应用规律解决实际问题的教学主线，在此过程中进一步培养学生 用分析、

13、推理、归纳等方法学习地理知识。3情感态度与价值观通过分析、理解、观察热力环流和局地环流，培养学生探索自然、热爱科 学的精神。四、教学重点与难点重点：热力环流的形成过程及应用难点：热力环流的形成过程五、重难点的突破热力环流是本节的重点，要讲清两个问题：一是大气的垂直运动是由于地面 冷热不均产生的（大气垂直运动直接影响天气的变化）；二是大气的水平运动是 由于大气的垂直运动导致在同一水平面上产生气压差异（大气水平运动直接影响 热量与水汽的输送）。在讲大气热力环流时采取大气运动由静态到动态的发生过程，直观深入地展 示大气环流发生时气温、气压、气流 3 者之间的关系，即可突破难点。六、教学方法 ：自主学

14、习、小组合作探究、实验直观演示法七、教学过程教学环节教学活动设计意图教师活动1、创设情 情境提问“为什么空调冷气 景导入教 机装在房间的高处而暖气片 学 放在房间的地上？”学生活动 思考、回答结合生活中 的 真 实 案 例，激发学 生 学 习 热情。2、介绍大 利用课件展示几个问题气运动的 1.大气运动的能量来源于哪学生自学课文第 35 页 热 培 养 学 生 力环流 第一段，思考并 自 主 学 习有关内容 里？2.引起大气运动的根本原因 是什么？过渡 : 大气到底是怎样运动 的呢？3、感受热 1、播放录像：力环流的 录像内容，在玻璃箱内 产生冰块盆和热水盆，在玻璃箱 点燃香，观察烟雾的飘动方

15、 向。回答课件展示问题。小组合作活动：1. 观察烟雾的飘动轨迹 并画在纸上。2.思考探究：请说出烟雾飘动的方 向？并在黑板画出。 烟雾为什么会飘动？ 并在图中加上表示原因 的文字或图画。 因此可以得出冷热不 均引起大气运动。（即已 完成热力环流图的描画 和引出热力环流的概念）能 力 及 信息 提 取 能力。通 过 电 脑演 示 热 力环 流 形 成 过程，这样 学 生 通 过观 看 、 分 析、思考、 回答，教师 的讲解、归 纳 来 使 学生 获 得 感性认识。4、热力环 引导学生逐步分析热力环流 1、启发探究：流原理分 产生的原理。 地面冷热不均时，大利 用 三 幅图 逐 一 进析气 发冷生

16、 怎 样 的 物热理 变 化？（从上述实验中引 导）大气发生垂直运动， 近地面和高空水平方向 上 的 气 压 发 生 怎 样 变 化？（从生活现象中引 导：夏季台风前的闷热说 明气压低，秋高气爽说明 气压高）大气发生垂直运动， 水平方向上的气压是否 一致，水平方向上产生气压 差后，会出现日常生活中 的什么现象？风是什么方向上的大 气运动？2、释图探究通过示意图加深对上述行 原 理 解 释，化繁为 简，一环扣 一环，加深 学 生 的 理解。课外拓展除了城市风和海陆风，生活 中还有哪些热力环流的例 子呢？它对我们的生活有 什么影响呢？试从热力环 流形成的基本过程，总结海 陆风、城市风的分析模式，

17、请对山坡与山谷风提出研 究问题，并进行分析探究。课外探究8 、 课 堂 总结：太阳辐射冷热不均（热力） 思考、归纳、总结 培养归 纳小结 垂直运动水平运动（热力环流）能力， 强化理解。9 、课堂 引导、提示 巩 固 练习思考并回答测试学运用模解决实问题的生式际能力。八、板书设计第一节冷热不均引起大气运动-热力环流一、热力环流的形成1、大气不均匀受热引起热力环流2、气压的变化规律垂直方向上，海拔越高气压越低同水平面上：等压面向高处凸，气压高；等压面向低处凹，气压低 3、热力环流的形成过程冷热不均空气的垂直运动（上升或下沉）同一水平面上出现气压差 空气的水平运动（风）二、生活中的热力环流-海陆风、

18、城市风、山谷风等九、教学反思通过课下与学生的交流和学生课后作业反馈的信息，本节课教学效果还不 错。我在教学中注重下面几点：1、概念：概念是原理性知识，在明白概念之后才可以理解更深的内容，教 材中有“热力环流”、“海陆热力性质差异”等文字，但没有“热力”的解释，这 令到每届的学生都对此概念十分费解，我简介：由于温度差异造成气压差异，气 压差异造成大气水平运动，而温度和压强是物理热力学系统状态参量，所以由温 度和压强差异所形成的环流称为热力环流。2、应用：生活中有很多应用热力环流原理的例子，如：空调安装在房间的 上部、农村的灶堂装有烟囱、夏天刚进经暴晒的小车里开空调的同时应在后窗开 一条缝。3、成因：这部分内容用一些简单的物理知识能令难点迎刃而解，如分析“上 空的气压总是比近地面低”可用压强公式 P=gh 加以推导。4、规律：经条理性分析后，还要和学生进行规律总结，如图2.3 可分水平、 垂直、弯曲三处找出规律：对于同一地点而言，气压总是随高度的增加而递减。 高压和低压都是针对同一水平面上的气压差异而言。等压面凸起的地方为高 压区，下凹的地方为低压区。