2025年大学物理热力学基础试题集.docxVIP

2025年大学物理热力学基础试题集

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题3分，共30分。请将正确选项的字母填在题后的括号内。）

1.下列物理量中，哪一个不是状态函数？

(A)热力学能

(B)熵

(C)功

(D)内能

2.一定量的理想气体，从状态A变化到状态B，吸热200J，对外做功100J，则气体的内能变化为：

(A)300J

(B)100J

(C)-100J

(D)-300J

3.热力学第二定律的开尔文表述是：

(A)不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他影响

(B)热量可以自动地从低温物体传到高温物体

(C)热可以完全变为功，但功不能完全变为热

(D)熵总是增加的

4.关于可逆过程和不可逆过程，下列说法正确的是：

(A)可逆过程一定是准静态过程，不可逆过程一定不是准静态过程

(B)准静态过程一定是可逆过程，不可逆过程一定不是准静态过程

(C)准静态过程可能是可逆的，也可能是不可逆的；不可逆过程一定不是准静态过程

(D)准静态过程可能是可逆的，也可能是不可逆的；可逆过程一定是准静态过程

5.一定量的理想气体，在等压过程中吸热，则其温度：

(A)升高

(B)降低

(C)不变

(D)无法确定

6.一定量的理想气体，从体积V膨胀到2V，经历准静态绝热过程，其内能变化与经历准静态等温过程相比：

(A)绝热过程内能减少得更多

(B)等温过程内能减少得更多

(C)两者内能减少相同

(D)内能变化为零

7.热力学第二定律的克劳修斯表述是：

(A)不可能从单一热源吸热使之完全变为功而不产生其他影响

(B)热量可以自动地从低温物体传到高温物体

(C)热可以完全变为功，但功不能完全变为热

(D)热量不能自动地从低温物体传到高温物体

8.下列说法中正确的是：

(A)系统经历了一个可逆绝热过程，其熵一定不变

(B)系统经历了一个不可逆绝热过程，其熵一定增加

(C)系统经过任何过程，只要初末态相同，其熵变相同

(D)系统经过任何可逆过程，其熵变等于系统吸收的热量除以绝对温度

9.卡诺热机的效率只取决于：

(A)低温热源的温度

(B)高温热源的温度

(C)高温热源和低温热源的温度差

(D)工作物质

10.一定量的理想气体，其体积为V，压强为p，温度为T。若使其体积不变，压强增加一倍，则其温度变为：

(A)T/2

(B)T

(C)2T

(D)T√2

二、填空题（每小题4分，共20分。请将答案填在题中的横线上。）

1.热力学第一定律的数学表达式为________。

2.理想气体状态方程为________。

3.热力学第二定律的克劳修斯表述为________。

4.在一个可逆绝热过程中，系统的熵________（填“增加”、“减少”或“不变”）。

5.卡诺循环由________、________、________和________四个准静态过程组成。

三、计算题（共5小题，共50分。请写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。）

1.（10分）一定量的空气，在标准大气压下，体积为5升，温度为300K。先等温膨胀到体积为10升，再等体冷却到温度为200K。求这个过程中空气对外做的功和吸收的热量。（空气可视为理想气体，普适气体常数R=8.31J/(mol·K)，标准大气压p?=1.013×10?Pa）

2.（10分）一定量的理想气体，从状态A（p?=2atm，V?=10L）经过一个等温过程膨胀到状态B（V?=20L）。然后经过一个等体过程回到状态A。求整个过程中气体吸收的热量、对外做的功以及内能的变化。（1atm=1.013×10?Pa）

3.（10分）一个可逆卡诺热机，工作在高温热源T?=500K和低温热源T?=300K之间。若在一次循环中，热机从高温热源吸热1000J，求此次循环中热机对外做的功和向低温热源放出的热量。

4.（10分）一定量的理想气体，从状态1（p?=1atm，V?=10L，T?=300K）经历一个准静态绝热过程，膨胀到状态2（V?=20L）。求状态2时的温度T?和气体对外做的功。（已知空气的比热容比γ=1.4）

5.（10分）证明：对于理想气体的等温过