《大学物理》作业 no.11 热力学第一定律
一、 选择题。
1. 置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态。
b ] a) 一定都是平衡态。
(b) 不一定都是平衡态。
(c) 前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态。
(d) 后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态。
解：气体内各处压强相等或温度相等，都不一定是平衡态。
2. 一定量的理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为、、的平衡态，后来变到压强、体积、温度分别为、、的终态，若已知，且，则以下各种说法中正确的是：
d ] a) 不论经历的是什么过程，气体对外所作的净功一定为正值。
b) 不论经历的是什么过程，气体从外界所吸的净热量一定为正值。
c) 若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少。
d) 如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外所作的净功和从外界吸热的正负皆无法判断。
解：只适用于准静态过程，对于任意过程，无法只根据，判断a和q的正负。
3. 一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。则根据热力学定律可以断定：
1) 该理想气体系统在此过程中吸了热。
2) 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功。
3) 该理想气体系统的内能增加了。
4) 在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功。
以上正确的断言是：
c ] a) (1)、(3b) (2)、(3)。
(c) (3d) (3)、(4)。
(e) (4)
解：内能是温度的单值函数，温度升高只能说明内能增加了，而功和热量都与过程有关，不能只由温度升降而判断其正负。
4. 热力学第一定律表明：
c ] a) 系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量。
b) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量。
c) 不可能存在这样的循环过程，在此循环过程中，外界对系统作的功不等于系统传给外界的热量。
d) 热机的效率不可能等于1。
解：若，则，(a)错；若，则，(b)错；由热力学第一定律，循环过程，可能等于1，(d)错。
5. 如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为，右边为真空。今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是。
b ] ab)。
cd)。解：自由膨胀过程中q = 0，a = 0，由热力学第一定律，膨胀前后，即t不变。由等温过程方程可知：。
6. 一定量的理想气体，其状态在v－t图上沿着一条直线从平衡态a改变到平衡态b(如图)。
c ] a) 这是一个放热降压过程。
(b) 这是一个吸热升压过程。
c) 这是一个吸热降压过程。
d) 这是一个绝热降压过程。
解：ab过程，，又，所以a > 0，由热力学第一定律，可知系统吸热。
又由 ，，可知，系统经历的是吸热降压过程。
二、填空题。
1． 在热力学中，“作功”和“传递热量”有着本质的区别，“作功”是通过物体作宏观位移来完成的；“传递热量”是通过分子之间的相互作用来完成的。
2. 一定量的理想气体，从同一状态开始其容积由膨胀到，分别经历以下三个过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)
绝热过程。其中：等压过程气体对外作功最多；等压过程气体内能增加最多；等压过程气体吸收的热量最多。
解：由p-v图可知，等压过程曲线下面积最大，所以作功最多；等压过程末状态温度最高，所以内能增量最大；由热力学第一定律可知，等压过程吸热最多。
3. 图示为一理想气体几种状态变化过程的p－v图，其中mt为等温线，mq为绝**，在am、bm、cm三种准静态过程中：
1) 温度降低的是 am 过程；
2) 气体放热的是 am、bm 过程。
解：(1) 因为mt为等温线，所以，ta > tm , am为降温过程。
2) 因为mq是绝**，am和bm外界作功比mq多，且a < 0。对于am过程，, 所以，气体放热；对于bm过程，, 但外界作功比qm过程多，内能增量比qm过程又少，所以bm也是放热过程。
4. 3mol的理想气体开始时处在压强，温度的平衡态。经过一个等温过程，压强变为。该气体在此等温过程中吸收的热量为q＝j。(摩尔气体常量)
解： 5. 压强、体积和温度都相同的氢气和氦气 (均视为刚性分子的理想气体)，它们的质量之比为 1:
2 ，它们的内能之比为 5:3 ，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为 5:7 。
各量下角标1表示氢气，2表示氦气)
解：(1) 由可知，。
2) 由可知，。
3) 由。有。又。可知。
6. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200j。若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热 500 j；若为双原子分子气体，则需吸热 700 j。
解：等压过程中对外做功，吸热，单原子分子：
双原子分子：
三、计算题。
1. 一定量的单原子分子理想气体，从a态出发经等压过程膨胀到b态，又经绝热过程膨胀到c态，如图所示。试求这全过程中气体对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量。
解：由图可知，所以，a－b－c全过程内能增量，吸热q = 对外作功a。又，则。
式中i =3，，，
所以。2. 一定量的某种单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里。
此汽缸有可活动的活塞(活塞与汽缸壁之间无摩擦且无漏气)。已知气体的初压强，体积，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的2倍，然后在等容下加热，到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，试求：
1) 在p ~ v图上将整个过程表示出来。
2) 在整个过程中气体内能的改变。
3) 在整个过程中气体所吸收的热量。
4) 在整个过程中气体所作的功。
1atm=1.013×105 pa)
解：(1) 过程曲线如右图所示。
2) 因为，所以。
4) 整个过程，由热力学第一定律，。
3. 3mol温度为的理想气体，先经等温过程体积膨胀到原来的5倍，然后等容加热，使其末态的压强刚好等于初始压强，整个过程传给气体的热量为。试画出此过程的p－v图，并求这种气体的比热容比值。
摩尔气体常量)
解：过程曲线如右图所示。由初态和末态压强相等可知，得末态。
等温过程，，
等容过程，
又，得。
大学物理 下 No 3作业解析
大学物理 作业 no.3 波的干涉 一 选择题。1.和是波长均为的两个相干波的波源，相距3 4，的相位比超前。若两波单独传播时，在过和的直线上各点的强度相同，不随距离变化，且两波的强度都是，则在 连线上外侧和外侧各点，合成波的强度分别是。d ab 0，0 c 0d 0。解 在的外侧，两波源引起的分振...
大学物理 下 No 2作业解析
大学物理 作业 no.2 波动方程 一 选择题。1.把一根十分长的绳子拉成水平，用手握其一端。维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则。b a 振动频率越高，波长越长b 振动频率越低，波长越长。c 振动频率越高，波速越大d 振动频率越低，波速越大。解 拉力恒定，则波速恒定，越大，越小 ...
《大学物理 下 》规范作业
专业与班级学号姓名。大学物理 下 规范作业 01 相关知识点 分子运动论。一 选择题 1.在标准状态下，体积比为1 2的氧气和氮气 均视为刚性分子理想气体 相混合，混合气体中氧气和氮气的内能之比为。a 1 2b 5 3 c 5 6d 10 3 2.在容积v 4 10 3m3的容器中，装有压强p 5 ...