下册思考题及答案.docVIP

9.1 试指出下列说法是否正确，如有错误，指出错误所在。 (1) 高温物体所含热量多，低温物体所含热量少； (2) 同一物体温度越高，所含热量就越多。 答：（1）错。这是因为热量是系统与外界或两物体间由于温度不同而交换的热运动能量。它是过程量，而不是状态量。 （2）错。同上。 9.2 热力学系统的内能是状态的单值函数，对此作如下理解是否正确? (1) 一定量的某种气体处于某一定状态，就具有一定的内能； (2) 物体的温度越高，内能就越大； (3) 当参考态的内能值选定后，对应于某一内能值，只可能有一个确定的状态。 答：（1）正确；（2）、（3）错。 9.3 公式与的意义有何不同，二者的适用条件有何不同? 答：的意义是在等体过程中系统从外界吸收的热量与温度成正比，它只适用于定体过程；的意义是系统内能的增量在等体过程中与温度增量成正比，它适用于定体过程，也适用于理想气体的任何过程。 9.4 怎样从由P、V参量表示的绝热过程方程导出由T、V和T、P参量表示的绝热过程方程? 答：由P、V参量表示的绝热过程方程为： （1） 理想气体状态方程 （2） 两式相比得T、V参量表示的绝热过程方程 （2）式的(次幂除以（1）式得由T、P参量表示的绝热过程方程 9.5 试说明为什么气体热容的数值可以有无穷多个，什么情况下气体的热容是零?什么情况下是无穷大?什么情况下是正值和负值? 答：由于不同过程气体的热容不同，而过程可有无穷多个，所以热容就有无穷多个。在绝热过程中气体的热容为0；等温过程中气体的热容为无穷大；在n1和n(的多方过程中热容为正，在1n(的多方过程中热容为负。 9.6 理想气体从同一状态下开始分别经一个绝热过程ab、多方过程ad和ac到达温度相同的末态，如图9.22所示，试讨论两个多方过程热容的正负? 答：由于ad过程多方指数n1，所以其热容为正；ac过程多方指数1n(，所以其热容为负。 9.7 试论述以下几种说法是否正确? (1) 功可以完全变成热，但热不能完全变成功； (2) 热量不能从低温物体传到高温物体； (3) 不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程。 答：（1）正确。符合热力学第二定律； （2）、（3）错误。当外界不能复原时，可以实现。 9.8 热机效率公式之间有何区别和联系? 答：前者是普遍适用的，而后者仅对卡诺循环才适用，在卡诺循环下，二者等价。 9.9 在P-V图上，绝热过程曲线与等温过程曲线不相同，绝热线的斜率较大，说明了什么? 答：在P-V图上，绝热线的斜率比等温线大说明在体积增加相同的情况下，绝热过程的压强减少要比等温过程压强减少的大。这是由于绝热过程中，压强的减少还由温度的降低所引起。 9.10 一条等温线和一条绝热线有可能相交两次吗?为什么? 答：不能相交两次。这是因为绝热线的斜率总是大于等温线的斜率。 9.11 试比较图9.23所示各个准静态卡诺循环过程中系统对外界所作的净功A，所吸收的热量Q1和效率η(用＞、＜或=符号表示，并注意图中各等温线与绝热线所围的面积相等)。 答：在左图中，AⅠAⅡ，ηⅠ=ηⅡ，Ｑ1ⅠＱ2ⅡAⅠ＝AⅡ，ηⅠηⅡ，Ｑ1ⅠＱ2Ⅱ 答：可看成非单一热源，故不违反热力学第一定律。 9.13 如图9.24表示理想气体的一条等温线和一绝热线族。试由熵的概念论证：越是在右边和等温线相交的绝热线所对应的熵值越大。 　　　答：在同一条绝热线上其熵相等，在等温线上从左向右，系统吸收热量，温度不变，故熵增加，所以，越是在右边和等温线相交的绝热线所对应的熵值越大。 9.14 图9.25所示的闭合过程曲线中，各部分的过程图线如图所示。试填表说明各分过程中，ΔV、ΔP、ΔT、A、Q、ΔU各量的正负号。(A为正值时表示系统对外界作功，Q为正值时表示系统吸热，其余各量，正表示增加，负表示减少) 　　答：一次为：正，０，正，正，正，正；　　正，负，负，正，０，负；　　０，正，正，０，正，正；　　负，正，０，负，负，０。 9.15 某一定量的理想气体完成一闭合过程，该过程在P-V图上表示的过程曲线如图9.26所示，试画出这个过程在V-T图中的过程曲线。 答：这个过程在V-T图中的过程曲线如下： 10.1 一定量的某种理想气体，当温度不变时，其压强随体积的增大而减小;当体积不变时，其压强随温度的升高而增大，从微观角度看，压强增加的原因是什么？ 答：压强增加的原因是由于体积减小时，单位体积内的分子数增加，气体分子在单位时间与单位面积气壁碰撞的次数增多；当体积不变时，温度升高，分子无规则运动加剧，同样单位时