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题型:简答题
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简答题

热力学第二定律的开尔文表述指出:内能与机械能的转化具有方向性.请结合熵的变化加以解释.

正确答案

解:机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化,物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系,这是一种有序的运动.热运动是大量分子的无规则运动,系统的一个宏观状态包含着大量的微观状态,这是一种无序的运动,机械运动向热运动的转化,属于从有序向无序的转化,会导致熵的增加,符合热力学的规律,因此机械能可以全部转换化为内能.反之,热运动向机械运动的转化,属于从无序向有序的转化,即从高熵向低熵转化,不符合熵增加原理,因此内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量、温度相同的酒精,分别处于固体、液体和气体三种状态下,它们的熵的大小有什么关系?为什么?

正确答案

解:S,原因:根据大量分子运动对系统无序程度的影响,热力学第二定律又有一种表述:由大量分子组成的系统自发变化时,总是向着无序程度增加的方向发展,至少无序程度不会减少,也就是说,任何一个系统自发变化时,系统的熵要么增加,要么不变,但不会减少,质量相同、温度相同的酒精,可以由固体自发地向液体、气体转化,所以,气体的熵最大,其次是液体,固体时熵最小

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题型:填空题
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填空题

如图所示,一定质量的某种理想气体由状态A变为状态B,A、B两状态的相关参量数据已标于压强—体积图象上。该气体由AB过程中对外做功400J,则此过程中气体内能增加了     J,从外界吸收了     J热量

正确答案

0(2分)  400(2分)

观察A、B两点PV的乘积不变,温度没有变,对于理想气体内能只与温度有关,所以内能没有变,改变内能的两种形式有做功和热传递,从外界吸热等于对外做功400J

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题型:简答题
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简答题

一个金属球从高处落下,撞到地面上,最后处于静止状态,在此过程中熵怎样变化?

正确答案

解:金属球从高处落下,撞地而静止,是将机械能转化为物体的内能.物体机械运动是宏观情况下物体在空间位置上的变化,物体运动状态的变化完全遵循牛顿运动定律所反映的因果关系,这是一种有序的运动,热运动是大量分子的无规则运动,机械运动向热运动的转化,属于从有序向无序的转化,会导致熵的增加.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,圆柱形气缸开口向上竖直放置在水平面上,气缸足够长,内截曲积为S,大气压强为P0,一厚度不计、质量为的活塞封住一定量的理想气体,温度为T0时缸内气体体积为V0 ,先在活塞上缓慢放上质量为3m的砂子,然后将缸内气体温度缓慢升高到2T0,求:

①最后缸内气体的体积;

②在右图中做出缸内气体状态变化的P-V图象

正确答案

①V3=V0

①(5分) p1=p0+mg/S=1.5p(1分)

p2S=p0S+mg+3mg,p2=p0+4mg/S=3p0(1分)

等温过程:由p1V0=p2V2得V2=0.5V0 (1分)

等压过程:由V2/T0=V3/2T0(1分)

得V3=V0(1分)

②(4分)如右图

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题型:填空题
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填空题

如图所示,一定质量的理想气体从状态a→状态b→状态c→状态a,其中ab的延长线通过坐标原点O。则气体在状态b的温度是___________oC;气体从状态c→状态a过程中体积变化量为___________。

正确答案

54 ,  0

根据图象状态a→状态b压强与温度的关系可得状态b的温度是=54 oC;气体从状态c→状态a过程中有:,得,则从状态c→状态a过程中体积变化量为零。

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简答题

“愿破镜之重圆,冀也无端”指的是镜子破了之后不可能再恢复到原来破之前的样子,从熵的角度解释镜子破了之后为什么不能自发地重圆.

正确答案

解:因为一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展.完好的镜子所处的宏观态对应的微观态较少,熵小,破损的镜子所处的宏观态对应的微观态较多,出现的概率大,熵大,破镜过程熵必增加,所以此过程必不可逆.

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题型:简答题
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简答题

一定质量的理想气体从状态a经历了温度缓慢升高到状态d的变化,下面的表格和V-T图各记录了其部分变化过程,试求:

(1) 温度325K时气体的压强。

(2) 温度250K时气体的体积。

 

正确答案

(1)0.975×105Pa      (2)  0.65m3

(1) 由V-T图可知状态b到状态c是等容变化:

                                                       ==0.975×105Pa           

(2)                                               =m3      

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简答题

如图,容积为的容器内充有压缩空气。容器与水银压强计相连,压强计左右两管下部由软胶管相连。气阀关闭时,两管中水银面同高,左管中水银面上方到气阀之间空气的体积为。打开气阀,左管中水银下降;缓慢地向上提右管,使左管中水银面回到原来高度,此时右管与左管中水银面的高度差为h。已知水银的密度为,大气压强为,重力加速度为g;空气可视为理想气体,其温度不变。求气阀打开前容器中压缩空气的压强P1

正确答案

由玻马定律得 

求出:

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简答题

一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化,如图所示,p—T和V—T图各记录了其部分变化过程,试求:

①温度600K时气体的压强.

 ②在p-T图象上将温度从400K升高到600K

  的变化过程补充完整.

正确答案

 ①

  ( 2分)

               (2分)

       (1分)

也可以从图像解,但要有必要的说明。

②画出两段直线,每段2分,共4分

本题考查气体状态方程,由图像得到两个状态的参量列式求解,P-T图像中,如果是等容变化,图像是一条过原点的直线

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