发布时间 : 星期一 文章大学物理学 (第版.修订版) 北京邮电大学出版社 上册 第八章习题8答案更新完毕开始阅读
习 题 8
8.1 选择题
(1) 关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法： ① 可逆过程一定是准静态过程． ② 准静态过程一定是可逆过程．
③ 不可逆过程发生后一定找不到另一过程使系统和外界同时复原． ④ 非静态过程一定是不可逆过程．
以上说法，正确的是： ［ ］ (A) ①、②、③、④. (B) ①、②、③.
(C) ②、③、④. (D) ①、③、④.
[答案：D. 准静态过程不一定是可逆过程．因准静态过程中可能存在耗散效应，如摩擦、粘滞性、电阻等。]
(2) 热力学第一定律表明： ［ ］ (A) 系统对外做的功不可能大于系统从外界吸收的热量． (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量．
(C) 不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中，外界对系统做的功不等于系统传给外界的热量．
(D) 热机的效率不可能等于1．
[答案：C。热力学第一定律描述个热力学过程中的能量守恒定性质。]
(3) 如题8.1图所示，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是: ［ ］ (A) b1a过程放热，做负功；b2a过程放热，做负功． (B) b1a过程吸热，做负功；b2a过程放热，做负功． (C) b1a过程吸热，做正功；b2a过程吸热，做负功． (D) b1a过程放热，做正功；b2a过程吸热，做正功．
p a c 1 O 题8.1图
2 b V
[答案：B。b1acb 构成正循环，ΔE = 0，A净 > 0，Q = Qb1a + Q acb = A净 >0，
但 Q acb = 0，∴ Qb1a >0 吸热; b1a压缩，做负功
b2a cb构成逆循环，ΔE = 0，A净 < 0，Q = Qb2a + Q acb = A净 <0，
但 Q acb = 0，∴ Qb2a <0 放热 ; b2a压缩，做负功]
(4) 根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的． ［ ］
(A) 功可以全部变为热，但热不能全部变为功．
(B) 热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体． (C) 气体能够自由膨胀，但不能自动收缩． (D) 有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量． [答案：C. 热力学第二定律描述自然热力学过程进行的条件和方向性。]
(5) 设有以下一些过程： (1) 两种不同气体在等温下互相混合． (2) 理想气体在定体下降温． (3) 液体在等温下汽化. (4) 理想气体在等温下压缩． (5) 理想气体绝热自由膨胀． 在这些过程中，使系统的熵增加的过程是： ［ ］ (A) (1)、(2)、(3). (B) (2)、(3)、(4).
(C) (3)、(4)、(5). (D) (1)、(3)、(5). [答案：D。熵是系统内分子热运动的无序性的一种量度。]
8.2填空题
(1) 一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由V0压缩到V0，分别经历
等压、等温、绝热三种过程．其中：__________过程外界对气体做功最多；
__________过程气体内能减小最多；__________过程气体放热最多． [答案：绝热 ；等压 ；等压. 从p-V图可知
p
绝热 2 0 1 V V0/2 V0
12等压 题8.2/图
绝热线下面积最大，故外界做功最多。
由pV?vRT可知，等压过程压缩后温度最低，故内能减小最多。
QT?vRTln因i?
V2ii?21??p0V0ln2,Qp?vCp?T?(?1)vR?T??p0V0 V1222i?2?ln2,且绝热 Qr=0,故等压放热最多.] 4
(2) 常温常压下，一定量的某种理想气体，其分子可视为刚性分子，自由度为i，在等压过程中吸热为Q，对外做功为A，内能增加为?E，则 A/Q=_____________． ?E/Q? _____________． [答案：
2i?2i； 。Qp?vCp?T?vR?T，i?2i?22iAp?p(V2?V1)?vR?T，?Ep?vCV?T?vR?T。]
2
(3) 一理想卡诺热机在温度为300 K和400 K的两个热源之间工作。若把高温热源温度提高100 K，则其效率可提高为原来的________倍； 若把低温热源温度降低100 Ｋ，则其逆循环的致冷系数将降低为原来的________倍。 [答案：1.6 ；
(4) 绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀，达到平衡后气体的内能 ，气体的熵 ． (增加、减小或不变)．
[答案：不变; 增加。绝热自由膨胀中，A=0，Q=0，由热力学第一定律Q??E?A得?E=0；绝热自由膨胀为不可逆过程，熵增加。]
(5) 1 mol理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由V1变到V2． 当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量S = ____________．当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量S = ______________． [答案：0 ; RlnT2T1。由??1?2及e?可得。]
T1?T2T13V2. 绝热系统中无限缓慢的膨胀是可逆过程，故S =0； V1等温膨胀， ?S??2122RTdVVdQpdV?Rln2] ????11V1TTVT
8.3 下列表述是否正确?为什么?并将错误更正． （1）?Q??E??A （2）Q?E?（3）??1??pdV
Q2Q （4）?不可逆?1?2 Q1Q1答：(1)不正确，因热量和功是过程量，而内能是状态量，应写成Q??E?A。
(2)不正确，理由同(1), 应写成Q?ΔE?(3)不正确，热机效率都应写成??1??pdV
Q2 Q1(4)不正确，理由同(2), ?不可逆?1?Q2 Q1
8.4 P-V图上封闭曲线所包围的面积表示什么?如果该面积越大，是否效率越高? 答：封闭曲线所包围的面积表示循环过程中所做的净功．由于??面积越大，效率不一定高，因为?还与吸热Q1有关．
8.5 有三个循环过程，如题8.5图所示，R>r, 指出每一循环过程所做的功是正的、负的，还是零，说明理由．
A净Q1，A净