发布时间 : 星期日 文章大学物理章 热力学基础 试题更新完毕开始阅读41fba6dc83c758f5f61fb7360b4c2e3f57272534
(2) 第二个循环的高温热源的温度．
4. 某种单原子分子的理想气体作卡诺循环，已知循环效率??20%，试问气体在绝热膨胀时，气体体积增大到原来的几倍?资料个人收集整理，勿做商业用途
5. 1mol双原子分子理想气体作如T9-3-5图所示的可逆循环过程，其中1－2为直线，2－3为绝热线，3－1为等温线．已知T2?2T1,V3?8V1，试求：资料个人收集整理，勿做商业用途 (1) 各过程的功，内能增量和传递的热量；(用T1和已
知常数表示) (2) 此循环的效率?．
(注：循环效率??AQ1，A为每一循环过程气体对外所作的功，Q1为每一循环过程气体吸收的热量)
pp 2 1p1
? OV1
2V2T9-3-5图
3V3V6. 如T9-3-6图所示，一金属圆筒中盛有1 mol刚性双原子分子 的理想气体，用可动活塞封住，圆筒浸在冰水混合物中．迅速推动 活塞，使气体从标准状态(活塞位置I)压缩到体积为原来一半的状态 I(活塞位置II)，然后维持活塞不动，待气体温度下降至0℃，再让活
塞缓慢上升到位置I，完成一次循环．资料个人收集整理，勿做商业用途 II (1) 试在p－V图上画出相应的理想循环曲线； (2) 若作100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则有多少
冰水混合物 冰被熔化?
5－
T9-3-6图 (已知冰的熔解热??3.35×10 J·kg1，普适气体常量 R =
－－
8.31J·mol1·K1)资料个人收集整理，勿做商业用途 p(?102Pa)7. 比热容比??1.40的理想气体，进行如T9-3-7图所示a 4的abca循环，状态a的温度为300 K．
3 (1) 求状态b、c的温度； 2 (2) 计算各过程中气体所吸收的热量、气体所作的功和1c
气体内能的增量; O
(3) 求循环效率．
b4
6V(m3)2T9-3-7图
8. 一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为-10℃，室温为15℃．若按理想卡诺致冷循环计算，则此致冷机每消耗102J的功，可以从冷冻室中吸出多少热量?资料个人收集整理，勿做商业用途
9. 一可逆卡诺热机低温热源的温度为7.0℃，效率为40%；若要将其效率提高50%，则高温热源温度需提高几度?资料个人收集整理，勿做商业用途
10. 绝热容器中有一定量的气体，初始压强和体积分别为p0和V0．用一根通有电流
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的电阻丝对它加热(设电阻不随温度改变)．在加热的电流和时间都相同的条件下，第一次保持体积V0不变，压强变为p1；第二次保持压强p0不变，而体积变为V1．不计电阻丝的热容量，求该气体的比热容比．资料个人收集整理，勿做商业用途
11. 空气中的声速的表达式为u?系式?p????，其中?是气体密度，?是体弹性模量，满足关??V．就下列两种情况计算其声速：资料个人收集整理，勿做商业用途 V(1) 假定声波传播时空气的压缩和膨胀过程是一个等温过程(即等温声速模型，亦称为牛顿模型)；
(2) 假定声波传播时空气的压缩和膨胀过程是一个绝热过程(即绝热声速模型)； 比较这两个结果你得出什么结论?（设空气中只有氮气）
12. 某热机循环从高温热源获得热量QH，并把热量QL排给低温热源．设高、低温热源的温度分别为TH=2000K和TL=300K，试确定在下列条件下热机是可逆、不可逆或不可能存在的．资料个人收集整理，勿做商业用途 (1) QH=1000J，A=900J；(2) QH=2000J，QL=300J；(3) A =1500J，QL=500J．资料个人收集整理，勿做商业用途
13. 研究动力循环和制冷循环是热力学的重要应用之一．内燃机以气缸内燃烧的气体为工质．对于四冲程火花塞点燃式汽油发动机来说，它的理想循环是定体加热循环，称为奥托循环（Otto cycle）．而对于四冲程压燃式柴油机来说，它的理想循环是定压加热循环，称为狄塞耳循环（Diesel cycle）．如T9-3-13图所示，往复式内燃机的奥托循环经历了以下四个冲程：（1）吸气冲程（0→1）：当活塞由上止点T向下止点B运时，进气阀打开，在大气压力下吸入汽油蒸气和空气的混合气体．（2）压缩冲程：进气阀关闭，活塞向左运行，混合气体被绝热压缩（1→2）；活塞移动T点时，混合气体被电火花点燃迅速燃烧，
资料个人收集整理，勿做商业用途 可以认为是定体加热过程（2→3），吸收热量Q1．（3）动力冲程：燃烧气体绝热膨胀，推动活塞对外作功（3→4）；然后，气体在定体条件下降压（4→1），放出热量Q2．（4）排气冲程：活塞
VT9-3-13图
向左运行，残余气体从排气阀排出．假定内燃机
中的工质是理想气体并保持定量，试求上述奥托循环1→2→3→4→1的效率?．资料个人收集整理，勿做商业用途
14. 绝热壁包围的气缸被一绝热的活塞分成A，B两室，活塞在气缸内可无摩擦自由
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滑动，每室内部有1摩尔的理想气体，定容热容量cV?5R．开始时，气体都处在平衡态2(p0,V0,T0)．现在对A室加热，直到A中压强变为2p0为止．资料个人收集整理，勿做商业用(1) 加热结束后，B室中气体的温度和体积? (2) 求加热之后，A、B室中气体的体积和温度; (3) 在这过程中A室中的气体作了多少功? (4) 加热器传给A室的热量多少?
途 15. 如T9-3-15图所示，器壁与活塞均绝热的容器中间被一隔板等分为两部分，其中右边贮有1摩尔处于标准状态的氦气(可视为理想气体)，左边为真空．现先把隔板拉开，待气体平衡后，再缓慢向右推动活塞，把气体压缩到原来的体积．求氦气的温度改变量． 资料个人收集整理，勿做商业用途
真空He T9-3-15图
16. 如T9-3-15图所示，一固定绝热隔板将某种理想气体分成A、B两部分，B的外侧是可动活塞．开始时A、B两部分的温度T、体积V、压强p均相同，并与大气压强相平衡．现对A、B两部分气体缓慢地加热，当对A和B给予相等的热量 Q以后，A室中气体的温度升高度数与B室中气体的温度升高度数之 A比为7:5． 资料个人收集整理，勿做商业用途 B(1) 求该气体的定体摩尔热容CV和定压摩尔热容Cp； (2) B室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功？
T9-3-17图
17. 有两个全同的物体，其内能为u?CT(C为常数)，初始时两物体的温度分别为
T1、T2．现以两物体分别为高、低温热源驱动一卡诺热机运行，最后两物体达到一共同温
度Tf．求(1)Tf；(2)求卡诺热机所作的功．资料个人收集整理，勿做商业用途
18. 温度为25℃、压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍．(普适气体常量R＝8.31 J?mol?K，ln 3=1.0986) 资料个人收集整理，勿做商业用途 ?1?1 (1) 计算这个过程中气体对外所作的功；
(2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少?
19. 图T9-3-19为一循环过程的T-V曲线．该循环的工质为?mol的理想气体，其中CV和?均已知且为常量．已知a点的温度为T1，体积为V1，b点的体积为V2，ca为绝热过程．求：资料个人收集整理，勿做商业用途 (1) c点的温度； (2) 循环的效率．
T9-3-19图
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20. 设一动力暖气装置由一台卡诺热机和一台卡诺致冷机组合而成．热机靠燃烧时释放的热量工作并向暖气系统中的水放热；同时，热机带动致冷机．致冷机自天然蓄水池中吸热，也向暖气系统放热．假定热机锅炉的温度为t1?210C，天然蓄水池中水的温度为
?t2?15?C，暖气系统的温度为t3?60?C，热机从燃料燃烧时获得热量2.1×107J ，计
算暖气系统所得热量．资料个人收集整理，勿做商业用途
21. 如T9-3-21图所示，一气缸内盛有一定量的刚性双原子分子理想气体，气缸活塞的面积S =0.04 m2，活塞与气缸壁之间不漏气，忽略摩擦．活塞左
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侧为大气，大气压强p0 =1.0×10 Pa．一劲度系数k =4×10 N?m
(p1,V1)的弹簧两端分别固定于活塞和一固定板上．开始时气缸内气体处p 053
于压强、体积分别为p1 = p0 =1.0×10 Pa、V1 = 0.016 m的初态．现 T9-3-21图 缓慢地对气缸加热，使缸内气体缓慢地膨胀到V2 =0.02 m3．求此
过程中气体从外界吸收的热量． 资料个人收集整理，勿做商业用途 22. 如T9-3-21图所示，温差电偶的一个接口放在温度为27C的空气中，另一端接口放在装冰的绝热容器里，冰的温度为0C，加热器放在右端一个装满水的加热容器里，温差电偶产生的功率与加热器电阻消耗的功率相等。如果把电路中的全部电阻看作集中在加热器上，水和冰的质量相等，且已知水的比热容c?4.2kJ?kg?1?? ? ? 冰0C空气27?C?水?K?1，冰的熔解热
T9-3-22图
??335kJ?kg?1，试估算：当冰完全熔解完时水的温度升高多少? 资料个人收集整理，勿做商业用途
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