熱力學(xué)中的平衡狀態(tài)研究試題及答案

熱力學(xué)中的平衡狀態(tài)研究試題及答案姓名：____________________

一、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題）

1.下列哪些是熱力學(xué)平衡狀態(tài)的特征？

A.系統(tǒng)內(nèi)溫度處處相等

B.系統(tǒng)內(nèi)壓力處處相等

C.系統(tǒng)內(nèi)無(wú)宏觀不可逆過(guò)程

D.系統(tǒng)內(nèi)無(wú)熱傳遞

2.一個(gè)理想氣體的內(nèi)能僅與哪些因素有關(guān)？

A.氣體的質(zhì)量

B.氣體的體積

C.氣體的溫度

D.氣體的壓力

3.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

A.ΔE=Q-W

B.ΔE=Q+W

C.ΔE=Q/W

D.ΔE=W/Q

4.熱力學(xué)第二定律表明：

A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B.熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體

C.熱機(jī)不可能把熱量完全轉(zhuǎn)化為功

D.熱量不能被完全轉(zhuǎn)化為功

5.一個(gè)封閉系統(tǒng)在等溫過(guò)程中，若吸收熱量Q，則：

A.內(nèi)能增加Q

B.內(nèi)能減少Q(mào)

C.做功W等于Q

D.做功W等于-Q

6.一個(gè)熱機(jī)在循環(huán)過(guò)程中，如果吸收熱量Q1，做功W1，吸收熱量Q2，做功W2，則熱機(jī)的熱效率為：

A.(Q1+Q2)/(W1+W2)

B.(Q1+Q2)/(W1-W2)

C.(W1+W2)/(Q1+Q2)

D.(W1-W2)/(Q1+Q2)

7.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述是：

A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B.熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體

C.熱機(jī)不可能把熱量完全轉(zhuǎn)化為功

D.熱量不能被完全轉(zhuǎn)化為功

8.一個(gè)氣體在等壓過(guò)程中，其內(nèi)能的變化量與：

A.溫度變化量成正比

B.體積變化量成正比

C.壓力變化量成正比

D.密度變化量成正比

9.一個(gè)理想氣體的狀態(tài)方程為：

A.PV=nRT

B.PV=RT

C.PV=nRT/T

D.PV=nR/T

10.一個(gè)熱機(jī)在循環(huán)過(guò)程中，如果吸收熱量Q，做功W，則熱機(jī)的熱效率為：

A.W/Q

B.Q/W

C.W+Q

D.Q-W

11.一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)在等容過(guò)程中，其內(nèi)能的變化量與：

A.溫度變化量成正比

B.體積變化量成正比

C.壓力變化量成正比

D.密度變化量成正比

12.熱力學(xué)第一定律的泊松表述是：

A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B.熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體

C.熱機(jī)不可能把熱量完全轉(zhuǎn)化為功

D.熱量不能被完全轉(zhuǎn)化為功

13.一個(gè)理想氣體的狀態(tài)方程為：

A.PV=nRT

B.PV=RT

C.PV=nRT/T

D.PV=nR/T

14.熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文-普朗克表述是：

A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B.熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體

C.熱機(jī)不可能把熱量完全轉(zhuǎn)化為功

D.熱量不能被完全轉(zhuǎn)化為功

15.一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)在等壓過(guò)程中，其內(nèi)能的變化量與：

A.溫度變化量成正比

B.體積變化量成正比

C.壓力變化量成正比

D.密度變化量成正比

16.一個(gè)理想氣體的內(nèi)能僅與哪些因素有關(guān)？

A.氣體的質(zhì)量

B.氣體的體積

C.氣體的溫度

D.氣體的壓力

17.熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

A.ΔE=Q-W

B.ΔE=Q+W

C.ΔE=Q/W

D.ΔE=W/Q

18.熱力學(xué)第二定律表明：

A.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體

B.熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳到低溫物體

C.熱機(jī)不可能把熱量完全轉(zhuǎn)化為功

D.熱量不能被完全轉(zhuǎn)化為功

19.一個(gè)封閉系統(tǒng)在等溫過(guò)程中，若吸收熱量Q，則：

A.內(nèi)能增加Q

B.內(nèi)能減少Q(mào)

C.做功W等于Q

D.做功W等于-Q

20.一個(gè)熱機(jī)在循環(huán)過(guò)程中，如果吸收熱量Q1，做功W1，吸收熱量Q2，做功W2，則熱機(jī)的熱效率為：

A.(Q1+Q2)/(W1+W2)

B.(Q1+Q2)/(W1-W2)

C.(W1+W2)/(Q1+Q2)

D.(W1-W2)/(Q1+Q2)

二、判斷題（每題2分，共10題）

1.熱力學(xué)平衡狀態(tài)是指系統(tǒng)內(nèi)部和外部都處于靜止?fàn)顟B(tài)。（）

2.一個(gè)理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，與體積和壓力無(wú)關(guān)。（）

3.熱力學(xué)第一定律表明能量既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。（）

4.在絕熱過(guò)程中，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于系統(tǒng)吸收的熱量。（）

5.熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述與開(kāi)爾文-普朗克表述是等價(jià)的。（）

6.一個(gè)熱機(jī)的熱效率等于其吸收的熱量與做功之比。（）

7.在等容過(guò)程中，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于系統(tǒng)吸收的熱量。（）

8.熱力學(xué)第二定律表明熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體，但可以通過(guò)外界做功實(shí)現(xiàn)。（）

9.熱力學(xué)第一定律和第二定律可以完全描述熱力學(xué)過(guò)程。（）

10.在等壓過(guò)程中，系統(tǒng)的內(nèi)能變化等于系統(tǒng)吸收的熱量與做功之和。（）

三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共4題）

1.簡(jiǎn)述熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容及其數(shù)學(xué)表達(dá)式。

2.解釋什么是熱力學(xué)第二定律，并給出其克勞修斯表述和開(kāi)爾文-普朗克表述。

3.什么是等溫過(guò)程、等壓過(guò)程和等容過(guò)程？分別說(shuō)明這些過(guò)程中系統(tǒng)的內(nèi)能、溫度和壓力的變化情況。

4.解釋什么是熱機(jī)的熱效率，并給出熱機(jī)熱效率的計(jì)算公式。

四、論述題（每題10分，共2題）

1.論述熱力學(xué)第二定律在熱機(jī)工作過(guò)程中的意義，并解釋如何提高熱機(jī)的熱效率。

2.論述熱力學(xué)第一定律在能量守恒和轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，并結(jié)合具體實(shí)例說(shuō)明能量守恒定律在實(shí)際問(wèn)題中的重要性。

試卷答案如下：

一、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20題）

1.ABC

2.AC

3.A

4.ACD

5.A

6.A

7.A

8.A

9.A

10.A

11.A

12.A

13.A

14.A

15.A

16.AC

17.A

18.ACD

19.A

20.A

二、判斷題（每題2分，共10題）

1.×

2.√

3.√

4.×

5.√

6.×

7.√

8.√

9.×

10.√

三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共4題）

1.熱力學(xué)第一定律的內(nèi)容是能量守恒定律，即在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。數(shù)學(xué)表達(dá)式為ΔE=Q-W，其中ΔE表示內(nèi)能的變化，Q表示系統(tǒng)吸收的熱量，W表示系統(tǒng)對(duì)外做的功。

2.熱力學(xué)第二定律是關(guān)于熱傳遞和熱機(jī)工作的規(guī)律。克勞修斯表述為：熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體。開(kāi)爾文-普朗克表述為：不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響。

3.等溫過(guò)程是指系統(tǒng)溫度保持不變的過(guò)程，內(nèi)能不變；等壓過(guò)程是指系統(tǒng)壓力保持不變的過(guò)程，內(nèi)能隨溫度升高而增加；等容過(guò)程是指系統(tǒng)體積保持不變的過(guò)程，內(nèi)能隨溫度升高而增加。

4.熱機(jī)的熱效率是指熱機(jī)將吸收的熱量轉(zhuǎn)化為有用功的比率。計(jì)算公式為η=W/Q，其中η表示熱效率，W表示熱機(jī)做的功，Q表示熱機(jī)吸收的熱量。

四、論述題（每題10分，共2題）

1.熱力學(xué)第二定律在熱機(jī)工作過(guò)程中的意義在于它揭示了熱機(jī)不可能達(dá)到100%的熱效率，即不可能將吸收的全部熱量完全轉(zhuǎn)化為有用的功。為了提高熱機(jī)的熱效率，可以采取以下措施：減少熱機(jī)內(nèi)部的能量損失，如減少摩擦；改進(jìn)熱機(jī)設(shè)計(jì)，