大學(xué)物理總復(fù)習(xí)-熱學(xué)

熱學(xué)總結(jié)二：熱力學(xué)第一定律三：熱力學(xué)第二定律

一：基本概念

一：基本概念

溫度T：反映物質(zhì)分子運(yùn)動的劇烈程度。

溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示。熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度（絕對零度）不能達(dá)到理想氣體狀態(tài)方程：注：R=8.31（J/mol.K)，普適氣體常數(shù)；NA=6.023×1023/mol宏觀：熱力學(xué)第零定律：～微觀：自由度理想氣體分子平均總動能單原子分子雙原子分子多原子分子單原子分子雙原子分子多原子分子單原子分子雙原子分子多原子分子理想氣體內(nèi)能：麥克斯韋速率分布函數(shù)：----概率密度(1)(2)(3)(4)明確表達(dá)式的物理意義：氣體的三種統(tǒng)計(jì)速率：a.最概然速率大小:b.平均速率:c.方均根速率：二、熱力學(xué)第一定律

表達(dá)式：

微分式：積分式：（普適性，任意系統(tǒng)，任意過程）系統(tǒng)從外界吸熱；系統(tǒng)向外界放熱；系統(tǒng)對外界做功；外界對系統(tǒng)做功。系統(tǒng)內(nèi)能增加；系統(tǒng)內(nèi)能減少；

過程量狀態(tài)量溫度變化和熱傳遞的關(guān)系1mol物質(zhì)：——邁耶公式比熱比單位：J/K熱容等值過程絕熱過程循環(huán)過程等壓：等體：等溫：泊松公式絕熱：

逆循環(huán)：正

三、熱力學(xué)第二定律

熱力學(xué)第二定律指明了自然過程的方向性，一切實(shí)際的熱力學(xué)過程都只能按一定的方向進(jìn)行，反方向的熱力學(xué)過程不可能自動地發(fā)生，兩種表述：開爾文表述：其唯一效果

是熱全部變成功的過程是不可能的?？藙谛匏贡硎觯簾崃坎豢赡茏詣拥赜傻蜏匚矬w傳向高溫物體。微觀意義：1.定性：自然過程總是沿著分子運(yùn)動更加無序的方向進(jìn)行。2.定量：自然過程總是沿著系統(tǒng)熱力學(xué)概率增大的方向進(jìn)行。：任一宏觀狀態(tài)所對應(yīng)的微觀狀態(tài)數(shù)，是分子運(yùn)動無序性的量度。等概率假設(shè)：對于孤立系各個微觀狀態(tài)出現(xiàn)的可能性（概率）是相同的。

熱力學(xué)系統(tǒng)平衡態(tài)對應(yīng)于微觀狀態(tài)數(shù)最多的狀態(tài)，或者說一定條件下的平衡態(tài)對應(yīng)于為最大值的宏觀態(tài)。玻爾茲曼熵公式：（狀態(tài)量）熱力學(xué)第二定律的定量描述——熵增加原理

在孤立系中所進(jìn)行的自然過程總是沿著熵增大的方向進(jìn)行。（孤立系，自然過程）這是從微觀角度引入熵的概念來表示熱力學(xué)第二定律。問題：非常大，理論上難于處理?？赡孢^程：無摩擦的與外界進(jìn)行等溫?zé)醾鲗?dǎo)的準(zhǔn)靜態(tài)過程。（任意系統(tǒng)，可逆過程）同時熵增加原理推廣為：有限可逆過程熵變：—克勞修斯熵公式判斷正誤：1、物體的溫度愈高，則熱量愈多2、物體的溫度愈高，則內(nèi)能愈大Q是過程量只適用于理想氣體判斷正誤：1.功可以全部轉(zhuǎn)化為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)化為功。2.熱量能夠從高溫物體傳向低溫物體，但不能從低溫物體傳向高溫物體。3.不可逆過程就是不能向相反方向進(jìn)行的過程。4.氣體能夠自由膨脹，但不能自動收縮。5.一切自發(fā)過程都是不可逆的。致冷機(jī)等溫膨脹熱力學(xué)第二定律一定要強(qiáng)調(diào)：自然過程“自動，自發(fā)”不可逆性自動地P122一、7一容器內(nèi)盛有1mol氫氣和1mol氦氣，經(jīng)混合后，溫度為127，該混合氣體分子的平均速率為（）

（A）(B）（C）

(D)答：[c

]

練習(xí)P52.

有N個分子，其速率分布如圖所示，v>

5v0時分子數(shù)為0，則：（A）a=N/(2v0)．(B)a=N/(3v0)．（C）a=N/(4v0)．(D)a=N/(5v0)．答：[B

]

式中A為常數(shù)．則該電子氣電子的平均速率為(A)P55.

金屬導(dǎo)體中的電子，在金屬內(nèi)部作無規(guī)則運(yùn)動，與容器中的氣體分子很類似．設(shè)金屬中共有N個自由電子，其中電子的最大速率為電子速率0≤v≤vm,在v

～v+dv之間的概率為

v>vm(B)(C)(D)

答：[B

]P127二、7.質(zhì)量為6.2×10?14g的某種粒子懸浮于27℃的氣體中，觀察到它們的方均根速率為1.4cm/s，則該種粒子的平均速率為_________________。（設(shè)粒子遵守麥克斯韋速率分布律）P127二、7.設(shè)氣體分子服從麥克斯韋速率分布律，

代表平均速率，vp代表最概然速率，那么，速率在vp到

范圍內(nèi)的分子數(shù)占分子總數(shù)的百分率隨氣體的溫度升高而__________(增加、降低或保持不變)。1.29×10?2m/s；保持不變P127二、15.對于單原子分子理想氣體，下面各式分別代表什么物理意義？(1)

：____________________________，(R為普適氣體常量，T為氣體的溫度)(2)

：____________________，

(3)

：________________氣體內(nèi)能氣體定體摩爾熱容氣體定壓摩爾熱容P128二、19.用絕熱材料制成的一個容器，體積為2V0，被絕熱板隔成A、B兩部分，A內(nèi)儲有1mol單原子分子理想氣體，B內(nèi)儲有2mol剛性雙原子分子理想氣體，A、B兩部分壓強(qiáng)相等均為p0，兩部分體積均為V0，則(1)兩種氣體各自的內(nèi)能分別為EA＝________；EB＝________；(2)抽去絕熱板，兩種氣體混合后處于平衡時的溫度為T＝______。3p0V0/25p0V0/28p0V0/13R式中為定體摩爾熱容P56

6.

用公式量，視為常量，ν為氣體摩爾數(shù))計(jì)算理想氣體內(nèi)能增量時，此式

(A)只適用于準(zhǔn)靜態(tài)的等體過程．

(B)只適用于一切等體過程．

(C)只適用于一切準(zhǔn)靜態(tài)過程．

(D)適用于一切始末態(tài)為平衡態(tài)的過程．

答：[D

]P7025.

如圖所示，絕熱過程AB、CD，等溫過程DEA，和任意過程BEC，組成一循環(huán)過程．若圖中ECD所包圍的面積為70J，EAB所包圍的面積為30J，DEA過程中系統(tǒng)放熱100J，則(1)整個循環(huán)過程(ABCDEA)系統(tǒng)對外做功為___________.(2)BEC過程中系統(tǒng)從外界吸熱為___________．40J140J4.下列各種說法中，哪種是正確的？（）

A、卡諾熱機(jī)完成一次循環(huán)，若對外做功愈多，其效率愈大；

B、卡諾熱機(jī)完成一次循環(huán)，若放熱愈少，則其效率愈大；

C、氣體的自由度愈小，卡諾熱機(jī)的效率愈大；

D、高、低溫?zé)嵩吹臏夭钣?，卡諾熱機(jī)的效率愈大?？ㄖZ熱機(jī)：理想熱機(jī)如何制造高效率的熱機(jī)意義：定義了熱力學(xué)溫標(biāo)：D3.一定量的理想氣體做一次循環(huán)經(jīng)歷三個可逆過程，絕熱膨脹使體積增加一倍，等容過程使溫度恢復(fù)為起始溫度，最后等溫壓縮到原來的體積，在此循環(huán)過程中（）A、氣體向外放熱；B、氣體對外界做正功；C、氣體內(nèi)能增加；D、氣體吸熱。VP0v02v0AP５２

8.

一定量的理想氣體向真空作絕熱自由膨脹，體積由V1

增至V2，在此過程中氣體的

(A)內(nèi)能不變，熵增加．(B)內(nèi)能不變，熵減少．

(C)內(nèi)能不變，熵不變．(D)內(nèi)能增加，熵增加．答：[

A

]P５３

3.

如圖所示：一定質(zhì)量的理想氣體，從同一狀態(tài)A出發(fā)，分別經(jīng)AB（等壓）、AC（等溫）、AD（絕熱）三種過程膨脹使體積從V1增加到V2．問哪個過程中氣體的熵增加最多？哪個過程中熵增加為零？正確的答案是：過程AB熵增加最多，過程AC熵增加為零．過程AB熵增加最多，過程AD熵增加為零．過程AC熵增加最多，過程AD熵增加為零．過程AD熵增加最多，過程AB熵增加為零．答：[

B]P809.

一個能透熱的容器，盛有各為1mol的A、B兩種理想氣體，C為具有分子篩作用的活塞，能讓A種氣體自由通過，不讓B種氣體通過，如圖所示．活塞從容器的右端移到容器的一半處，設(shè)過程中溫度保持不變，則(1)A種氣體熵的增量DSA=________,(2)B種氣體熵的增量DSB=_______．0-5.76J/K6.已知一定量的理想氣體經(jīng)歷P-T所示的循環(huán)過程，圖中各過程的吸熱、放熱情況為：（1）過程1-2是

。（2）過程2-3是

。（3）過程3-1是

。0TP1230VP132吸熱放熱放熱P29３、一定量的理想氣體,從a態(tài)出發(fā)經(jīng)過①或②過程到達(dá)ｂ態(tài)，ａｃｂ為等溫線）如圖），則①、②兩過程中外界對系統(tǒng)傳遞的熱量Ｑ１、Ｑ２是（）

A、Ｑ１＞０，Ｑ２＞０；

B、Ｑ１＜０，Ｑ２＜０；

C、Ｑ１＞０，Ｑ２＜０；

D、Ｑ１＜０，Ｑ２＞０。①②答：[

A

]P452４、有γ摩爾理想氣體，作如圖所示的循環(huán)過程acba，其中acb為為半圓弧，b-a為等壓線，Pc=2Pa。令氣體進(jìn)行a-b的等壓過程時吸熱Qab。則在此循環(huán)過程中氣體凈吸熱量Q

Qab。（填入：＞，＜或=）

＜

P136一9、一定量的理想氣體分別由從初態(tài)a經(jīng)①過程ａｂ和由初態(tài)ａ’經(jīng)②過程ａ’ｃｂ到達(dá)相同的終態(tài)ｂ，如Ｐ－Ｔ圖所示，則兩個過程中氣體從外界吸收的熱量是（）

A、Ｑ１＜０，Ｑ１＞Ｑ２；

B、Ｑ１＞０，Ｑ１＞Ｑ２；

C、Ｑ１＜０，Ｑ１＜Ｑ２；

D、Ｑ１＞０，Ｑ１＜Ｑ２。①②BP138一18、一定量的理想氣體如圖18-10所示經(jīng)歷acb過程時吸熱500J．則經(jīng)歷acbda過程時，吸熱為［］

A、–1200J；

B、–700J；

C、–400J．

D、700J．。BBP138一

19.對于室溫下的雙原子分子理想氣體，在等壓膨脹的情況下，系統(tǒng)對外所作的功與從外界吸收的熱量之比W/Q