题目
如果热机从热源吸热 100KJ,对外做功 100KJ ,则( B)A、违反热力学第一定律B、违反热力学第二定律C、不违反第一第二定律D 、A 和 B3.系统与外界发生能量传递时，功和热量是（A）A 、过程量 B、强度量C、广延量D、状态参数4.有一机器可从单一热源吸收1000KJ 热量，并输出 1200KJ 功，这台机器（ D）A、违反第一定律B、违反第二定律C一个都不违反D两个都违反P=0.08Pa 大气压力 P=0.1MPa,则测得压差( A)B、表压力 0.02 MPaD 、表压力 0.18 MPa因此该过程不能在 P-v图上示出; b 中的情况与 a有所不同,若隔板数量足够多,每当抽去一块隔板时,气体只作极 微小的膨胀,因而可认为过程中气体始终处在一种无限接近平衡的状态中,即气体经历的是一种准静过程,这种过 程可以在 P-v 图上用实线表示出来。⒐ 经历一个不可逆过程后,系统能否恢复原来状态?包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态? 答:所谓过程不可逆,是指一并完成该过程的逆过程后,系统和它的外界不可能同时恢复到他们的原来状态,并非 简单地指系统不可能回复到原态。同理,系统经历正、逆过程后恢复到了原态也并不就意味着过程是可逆的;过程 是否可逆,还得看与之发生过相互作用的所有外界是否也全都回复到了原来的状态,没有遗留下任何变化。原则上 说来经历一个不可逆过程后系统是可能恢复到原来状态的,只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复原 来状态。⒑ 系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统和外界有什么变化?若上述正向及逆向循环中有不可逆因 素,则系统及外界有什么变化? 答:系统完成一个循环后接着又完成其逆向循环时,无论循环可逆与否,系统的状态都不会有什么变化。根据可逆 的概念,当系统完成可逆过程(包括循环)后接着又完成其逆向过程时,与之发生相互作用的外界也应一一回复到 原来的状态,不遗留下任何变化;若循环中存在着不可逆因素,系统完成的是不可逆循环时,虽然系统回复到原来 状态,但在外界一定会遗留下某种永远无法复原的变化。(注意:系统完成任何一个循环后都恢复到原来的状态,但并没有完成其“逆过程” ,因此不存在其外界是否“也恢 复到原来状态”的问题。一般说来,系统进行任何一种循环后都必然会在外界产生某种效应,如热变功,制冷等, 从而使外界有了变化。 )⒒ 工质及气缸、活塞组成的系统经循环后,系统输出的功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功? 答:不需要。由于活塞也包含在系统内,既然系统完成的是循环过程,从总的结果看来活塞并未改变其位置,实际 上不存在排斥大气的作用。热力学第一定律⒈ 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分, A 中存有高压空气, B 中保 持真空,如图 2--11 所示。若将隔板抽去,分析容器中空气的热力学能 如何变化?若隔板上有一小孔,气体泄漏人 B 中,分析 A、B 两部分压 力相同时 A 、B 两部分气体的比热力学能如何变化?
如果热机从热源吸热 100KJ,对外做功 100KJ ,则( B)A、违反热力学第一定律B、违反热力学第二定律C、不违反第一第二定律D 、A 和 B
3.系统与外界发生能量传递时，功和热量是（A）A 、过程量 B、强度量C、广延量D、状态参数
4.有一机器可从单一热源吸收1000KJ 热量，并输出 1200KJ 功，这台机器（ D）A、违反第一定律B、违反第二定律C一个都不违反D两个都违反P=
0.08Pa 大气压力 P=0.1MPa,则测得压差( A)B、表压力
0.02 MPaD 、表压力
0.18 MPa因此该过程不能在 P-v图上示出; b 中的情况与 a有所不同,若隔板数量足够多,每当抽去一块隔板时,气体只作极 微小的膨胀,因而可认为过程中气体始终处在一种无限接近平衡的状态中,即气体经历的是一种准静过程,这种过 程可以在 P-v 图上用实线表示出来。⒐ 经历一个不可逆过程后,系统能否恢复原来状态?包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态? 答:所谓过程不可逆,是指一并完成该过程的逆过程后,系统和它的外界不可能同时恢复到他们的原来状态,并非 简单地指系统不可能回复到原态。同理,系统经历正、逆过程后恢复到了原态也并不就意味着过程是可逆的;过程 是否可逆,还得看与之发生过相互作用的所有外界是否也全都回复到了原来的状态,没有遗留下任何变化。原则上 说来经历一个不可逆过程后系统是可能恢复到原来状态的,只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复原 来状态。⒑ 系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统和外界有什么变化?若上述正向及逆向循环中有不可逆因 素,则系统及外界有什么变化? 答:系统完成一个循环后接着又完成其逆向循环时,无论循环可逆与否,系统的状态都不会有什么变化。根据可逆 的概念,当系统完成可逆过程(包括循环)后接着又完成其逆向过程时,与之发生相互作用的外界也应一一回复到 原来的状态,不遗留下任何变化;若循环中存在着不可逆因素,系统完成的是不可逆循环时,虽然系统回复到原来 状态,但在外界一定会遗留下某种永远无法复原的变化。(注意:系统完成任何一个循环后都恢复到原来的状态,但并没有完成其“逆过程” ,因此不存在其外界是否“也恢 复到原来状态”的问题。一般说来,系统进行任何一种循环后都必然会在外界产生某种效应,如热变功,制冷等, 从而使外界有了变化。 )⒒ 工质及气缸、活塞组成的系统经循环后,系统输出的功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功? 答:不需要。由于活塞也包含在系统内,既然系统完成的是循环过程,从总的结果看来活塞并未改变其位置,实际 上不存在排斥大气的作用。热力学第一定律⒈ 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分, A 中存有高压空气, B 中保 持真空,如图 2--11 所示。若将隔板抽去,分析容器中空气的热力学能 如何变化?若隔板上有一小孔,气体泄漏人 B 中,分析 A、B 两部分压 力相同时 A 、B 两部分气体的比热力学能如何变化?
3.系统与外界发生能量传递时，功和热量是（A）A 、过程量 B、强度量C、广延量D、状态参数
4.有一机器可从单一热源吸收1000KJ 热量，并输出 1200KJ 功，这台机器（ D）A、违反第一定律B、违反第二定律C一个都不违反D两个都违反P=
0.08Pa 大气压力 P=0.1MPa,则测得压差( A)B、表压力
0.02 MPaD 、表压力
0.18 MPa因此该过程不能在 P-v图上示出; b 中的情况与 a有所不同,若隔板数量足够多,每当抽去一块隔板时,气体只作极 微小的膨胀,因而可认为过程中气体始终处在一种无限接近平衡的状态中,即气体经历的是一种准静过程,这种过 程可以在 P-v 图上用实线表示出来。⒐ 经历一个不可逆过程后,系统能否恢复原来状态?包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态? 答:所谓过程不可逆,是指一并完成该过程的逆过程后,系统和它的外界不可能同时恢复到他们的原来状态,并非 简单地指系统不可能回复到原态。同理,系统经历正、逆过程后恢复到了原态也并不就意味着过程是可逆的;过程 是否可逆,还得看与之发生过相互作用的所有外界是否也全都回复到了原来的状态,没有遗留下任何变化。原则上 说来经历一个不可逆过程后系统是可能恢复到原来状态的,只是包括系统和外界在内的整个系统则一定不能恢复原 来状态。⒑ 系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后,系统和外界有什么变化?若上述正向及逆向循环中有不可逆因 素,则系统及外界有什么变化? 答:系统完成一个循环后接着又完成其逆向循环时,无论循环可逆与否,系统的状态都不会有什么变化。根据可逆 的概念,当系统完成可逆过程(包括循环)后接着又完成其逆向过程时,与之发生相互作用的外界也应一一回复到 原来的状态,不遗留下任何变化;若循环中存在着不可逆因素,系统完成的是不可逆循环时,虽然系统回复到原来 状态,但在外界一定会遗留下某种永远无法复原的变化。(注意:系统完成任何一个循环后都恢复到原来的状态,但并没有完成其“逆过程” ,因此不存在其外界是否“也恢 复到原来状态”的问题。一般说来,系统进行任何一种循环后都必然会在外界产生某种效应,如热变功,制冷等, 从而使外界有了变化。 )⒒ 工质及气缸、活塞组成的系统经循环后,系统输出的功中是否要减去活塞排斥大气功才是有用功? 答:不需要。由于活塞也包含在系统内,既然系统完成的是循环过程,从总的结果看来活塞并未改变其位置,实际 上不存在排斥大气的作用。热力学第一定律⒈ 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分, A 中存有高压空气, B 中保 持真空,如图 2--11 所示。若将隔板抽去,分析容器中空气的热力学能 如何变化?若隔板上有一小孔,气体泄漏人 B 中,分析 A、B 两部分压 力相同时 A 、B 两部分气体的比热力学能如何变化?
题目解答
答案
答 : ⑴ 定义容器内的气体为系统,这是一个控制质量。
由于气体向真空作无阻自由膨胀,不对外界作功,过程功 W 0 ;容器又是绝热的,过程的热量 Q ,因此,
根据热力学第一定律 Q U W ,应有 U 0,即容器中气体的总热力学能不变,膨胀后当气体重新回复到热力
学平衡状态时,其比热力学能亦与原来一样,没有变化;若为理想气体,则其温度不变。
⑵ 当隔板上有一小孔, 气体从 A 泄漏人 B 中,若隔板为良好导热体, A 、B 两部分气体时刻应有相同的温度, 当 A、 B 两部分气体压力相同时, A 、 B 两部分气体处于热力学平衡状态,情况像上述作自由膨胀时一样,两部分气体将有 相同的比热力学能,按其容积比分配气体的总热力学能;若隔板为绝热体,则过程为 A 对 B 的充气过程,由于 A 部
分气体需对进入 B 的那一部分气体作推进功,充气的结果其比热力学能将比原来减少, B 部分气体的比热力学能则 会比原来升高,最终两部分气体的压力会达到平衡,但 A 部分气体的温度将比 B 部分的低(见习题 4-22)。
⒉ 热力学第一定律的能量方程式是否可写成
q u Pv
q2 q1 (u2 u1) (w2 w1)
的形式,为什么?
答:⑴热力学第一定律的基本表达式是:
过程热量 = 工质的热力学能变化 + 过程功
第一个公式中的 Pv 并非过程功的正确表达,因此该式是不成立的;⏺
⑵热量和功过程功都是过程的函数,并非状态的函数,对应于状态
1-2 并不存在过程热量 q q2 q1和过程功 w w2 w1 ,因此第二个公式也是不成立的。
⒊ . 热力学第一定律解析式有时写成下列两种形式:
解析
热力学第一定律和热力学第二定律是本题的核心考查点。
- 热力学第一定律（能量守恒）：$\Delta U = Q - W$，系统内能变化等于吸收的热量减去对外做的功。
- 热力学第二定律：不可能从单一热源吸收热量并完全转化为功而不产生其他影响。
题目中机器从单一热源吸收1000kJ热量，输出1200kJ功，违反热力学第二定律，但未违反第一定律（总能量守恒）。
第3题
功和热量的性质
- 过程量：功和热量是与过程路径相关的量，与过程的方式有关。
- 强度量/广延量/状态参数：强度量（如温度）与系统量无关，广延量（如体积）与系统量相关，状态参数（如压强）描述系统状态。
结论：功和热量属于过程量，选A。
第4题
热力学第二定律的应用
- 机器从单一热源吸收1000kJ热量，输出1200kJ功，净功大于吸热量，违反热力学第二定律。
- 热力学第一定律未被违反（总能量守恒）。
结论：选D（两个定律均违反）。