【預(yù)賽 三一 自招】XXX高中物理比賽習(xí)題專題十：熱力學(xué)基礎(chǔ)練習(xí)試題(Word版含答案)

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦【預(yù)賽三一自招】XXX高中物理比賽習(xí)題專題十：熱力學(xué)基礎(chǔ)練習(xí)試題(Word版含答案)高中物理比賽習(xí)題專題九：熱力學(xué)基礎(chǔ)

一、挑選題

1．如圖所示，bca為理想氣體的絕熱過(guò)程，b1a和b2a

功與汲取熱量的事情是()

（

A）b1a過(guò)程放熱、作負(fù)功，b2a過(guò)程放熱、作負(fù)功；（

B）b1a

過(guò)程吸熱、作負(fù)功，b2a過(guò)程放熱、作負(fù)功；（C）b1a過(guò)程吸熱、作正功，b

2a過(guò)程吸熱、作負(fù)功；（D）b1a過(guò)程放熱、作正功，b2a過(guò)程吸熱、作正功。

【提示：體積壓縮，氣體作負(fù)功；三個(gè)過(guò)程中a和b

兩點(diǎn)之間的內(nèi)能變化相同，bca線是絕熱過(guò)程，既別吸熱也別放熱，b1a過(guò)程作的負(fù)功比b2a過(guò)程作的負(fù)功多，由QWE=+?知b

2a過(guò)程放熱，b1a過(guò)程吸熱】

2．如圖，一定量的理想氣體，由平衡態(tài)A變到平衡態(tài)BABP=。咨詢?cè)跔顟B(tài)A和狀態(tài)B（A）對(duì)外作正功；（B）內(nèi)能增加；（C）從外界吸熱；（D）向外界放熱。

【提示：由于ABTT；（C）BATT；（B）12SS、<或=）。

【填：<。acb過(guò)程為吸收熱量1Q并對(duì)外做功，內(nèi)能增加，ba→的等壓過(guò)程為放出2()pbaQvCTT=-的熱量，內(nèi)能降低。而12QQQW=-=，為半圓面積，由圖可見(jiàn)，12abVV圍成的矩形面積大于半圓面積】

11．一可逆卡諾機(jī)的高溫?zé)嵩礈囟葹?27℃，低溫?zé)嵩礈囟葹?7℃，其每次循環(huán)對(duì)外做的凈功為8000J。則此熱機(jī)的效率為，從高溫?zé)嵩醇橙〉臒崃?。今維持低溫?zé)嵩礈囟葎e變，提高高溫?zé)嵩吹臏囟?，使其每次循環(huán)對(duì)外做的凈功為10000J，若兩個(gè)卡諾循環(huán)都工作在相同的兩條絕XXX之間。則第二個(gè)熱循環(huán)機(jī)從高溫?zé)嵩醇橙〉臒崃?，其效率為，高溫?zé)嵩吹臏囟葹??！咎崾荆嚎赡婵ㄖZ機(jī)的效率為211TTη=-

，可求第一具空；并且，熱機(jī)的效率為21

1Q

Qη=-，可求第二個(gè)空。在同樣的絕XXX之間，它們的總熱量相等，因此第三個(gè)空與第二個(gè)空相同；再利用A

Q

η=

可求第四個(gè)空，別講你也懂怎么樣求第五個(gè)空。25%，32000J，32000J，31.25%，436(163)KC】

13--9．某人每天大約向身邊環(huán)境散發(fā)6

810J?熱量，若該人體溫為310K

，身邊環(huán)境溫度為

b

a

pp

300K，忽略該人每天進(jìn)食帶到體內(nèi)的熵，則他每天的熵變?yōu)?JK-?；身邊環(huán)境每天的熵變?yōu)?JK-?；該人與環(huán)境每天的總熵變?yōu)?JK-??！咎崾荆簭撵刈兊膯挝豢赏茢囔刈兊墓綖镼

ST

?=

。因此QST-?=人人（因?yàn)槿朔懦鰺崃浚?/p>

取負(fù)值），QST?=

環(huán)境環(huán)境（因?yàn)榄h(huán)境汲取熱量，取正值），QQSTT-?=+總?cè)谁h(huán)境

。42.5810-?，

42.6710?，2910?】

三、計(jì)算題

13-14．如圖所示，系統(tǒng)從狀態(tài)A沿ABC變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，外界

有326J的熱量傳遞給系統(tǒng)，并且系統(tǒng)對(duì)外作功126J。當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)C沿另一曲線CA返回到狀態(tài)A時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)作功52J，則此過(guò)程中系

吸熱依然放熱？

13-17．空氣由壓強(qiáng)為5

1.5210Pa?，體積為3

3

5.010m-?的狀態(tài)等溫膨脹到壓強(qiáng)為51.0110Pa?，然后再經(jīng)等壓壓縮到原來(lái)的體積。計(jì)算空氣所作的功。

13-23．0.32kg的氧氣作如圖所示的ABCDA循環(huán)，設(shè)212VV=，

1300TK=，2200TK=，求循環(huán)的效率。

13-24．如圖所示是某單原子理想氣體循環(huán)過(guò)程的V―T圖，圖中

2C

AVV=，咨詢（1）圖中所示循環(huán)是代表制冷機(jī)依然熱機(jī)？（2）假如是正循環(huán)（熱機(jī)循環(huán)），求出循環(huán)效率。13-25．一熱機(jī)低溫?zé)嵩礈囟葹?℃，效率為40%，若將其效率提高到50%，則高溫?zé)嵩刺岣吡硕嗌伲?/p>

13-27．一小型熱電廠內(nèi)，一臺(tái)利用地?zé)岚l(fā)電的熱機(jī)工作于溫度為227℃的地下熱源和溫度

為27℃的地表之間，假定該熱機(jī)每小時(shí)能從地下熱源獵取11

1.810J?的熱量，則理論上熱機(jī)的最大功率為多少？

13-33．有molν定體熱容3

2

VCR=

的理想氣體，從狀態(tài)A（AP、AV、AT）分不經(jīng)如圖所

12

VC

V

示的ADB過(guò)程和ACB過(guò)程，到達(dá)狀態(tài)B（BP、BV、BT）

。咨詢?cè)谶@兩個(gè)過(guò)程中氣體的熵變各為多少？圖中AD是等溫線。

《大學(xué)物理學(xué)》熱力學(xué)基礎(chǔ)解答

一、挑選題

BB

C

DBACDCDCCACDCDCCA三、計(jì)算題

13-14．解：熱力學(xué)第一定律：QWE=+?。

狀態(tài)A沿ABC變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，326ABCQJ=，

126ABCWJ=，∴326126200EJ?=-=；

當(dāng)系統(tǒng)從狀態(tài)C沿另一曲線CA返回到狀態(tài)A時(shí)，

200EJ?=-，52CAWJ=-，∴52200252CAQJ=--=-，放熱。

13-17．解：（1）等溫膨脹氣體的內(nèi)能別變，有熱力學(xué)第一定律：2

111

ln

VQWRTVν==。由1122PVPV=可知533311

25

21.52105.0107.5101.0110

PVVmP--???===??∴532111117.53ln

1.52105.010ln760ln52

VQWPVV-===???=，（也能夠用531

111121.523ln

1.52105.010ln760ln1.012

PQWPVP-===???=）∵ln31.0991.1=≈，ln20.69310.7=≈，∴1760(ln3ln2)7600.4304WJ=-=?=；（2）等壓壓縮是外界對(duì)氣體作功，

∴5332212()1.0110(5.0107.510)253WPVVJ--=-=??-?=-，則空氣所作的功為1230425351WWWJ=+=-=。13-23．解：0.32kg的氧氣mol數(shù)為：10molν=。

（1）AB為等溫膨脹過(guò)程：0ABE?=，2

11

ln

ABABVQWRTVν==

有108.31300ln224930ln217279ABABQWJ==??==；(2)BC為等體落壓過(guò)程：0BCW=，

ACB

D

APP=DP=12

215

()108.31(100)207752

BCBCVQECTTJν=?=-=???-=-；

(3)CD為等溫壓縮過(guò)程：0CDE?=，

1221

ln

108.31200ln16620ln2115192

CDCDVQWRTJVν===??=-=-；(4)DA為等體升溫過(guò)程：0DAW=，

125

()108.31100207752

DADAVQECTTJν=?=-=???=；

∴整個(gè)循環(huán)吸熱（別包括放熱）為：38054ABDAQQQJ=+=所做的總功為：5760ABCDWWWJ=+=，循環(huán)效率為：576015%38.54

WQη=

==。13-24．解：將V―T圖轉(zhuǎn)換為P―V圖求解。

A→

B為等壓膨脹，B→

C為等容落壓，C→A為等溫壓縮，如圖所示。

（1）可見(jiàn)循環(huán)是順時(shí)針，為熱機(jī)循環(huán)；（2）A→B為等壓膨脹：吸熱：5()2

ABBAQRTTν=?

-，對(duì)外作功：()ABBAWRTTν=-；B→C為等容落溫：0BCW=，0BCQ<（放熱），C→A為等溫壓縮：

ln

ln2A

CACAAAC

VQWRTRTVνν===-（放熱，作負(fù)功）

，思考到

ABABVVTT=

，有：2BBAAA

V

TTTV==，則：()ln222ln2

12.3%55()2

BAABARTTRTWQRTTννην=

===?-。

13-25．解：利用2

1

1TTη=-

。則當(dāng)1280140%T-

=時(shí)，1467TK=，當(dāng)1280

150%T-='

時(shí)，1560TK=。

VCV

A

C

∴1293TTTK?=-=，則高溫?zé)嵩刺岣吡?3℃。13-27．解：由題意知1500TK=，2300TK=，∴2

1

140%TTη=-=，則1137max2

40%/1.810/3.6102105

PQhourW=?=

???=?∴理論上熱機(jī)的最大功率為20000千瓦。13-33．解：熵變的表達(dá)式是2

211

dQ

SSST

?=-=?

。（1）從狀態(tài)A經(jīng)ADB過(guò)程到達(dá)狀態(tài)B時(shí)，熵變?yōu)椋篋

BADDB

ADBA

DdQdQSTT

?=

+?

?。AD是等溫壓縮過(guò)程，溫度別變，內(nèi)能別變，

lnDADAD

AA

V

QWRTVν==，

DB是等壓膨脹過(guò)程，5

2

DB

dQRdTν=?，

∴552

ln

ln

ln2B

D

DBADBD

AAD

RdTVVTSRRRVT

VTνννν??=+=+?。（2）從狀態(tài)A經(jīng)ACB過(guò)程到達(dá)狀態(tài)B時(shí)，熵變?yōu)椋篊

BAC

CBACBACdQdQSTT?=+??。

AC是等壓膨脹過(guò)程，52AC

dQRdTν=?，CB是等容升溫過(guò)程，3

2

CBCBdQERdTν=?=?，

5

353

2

2

lnln22C

B

CBACBA

C

AC

RdTRdTTTSRRT

T

TTνννν???=+=+?

?

?！咀ⅲ?33lnlnlnln222CCBBACBACAA

TTTTSRRRRTTTTνννν?=+=+，

而AC等壓過(guò)程滿腳：CAACVVTT=，有CAACVVTT=，DB等壓過(guò)程滿腳：DBDBVVTT=，有DDBB

VTVT=，