大学物理热力学基础.pptx

12341等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PV 1 1、4 4两点在同一绝热线上两点在同一绝热线上,2 2、3 3两点在同一绝热线上两点在同一绝热线上,有有由绝热方程：由绝热方程：卡卡诺诺（法国人、（法国人、1796-1832）第第1页页/共共53页页212 12 等温膨胀过程，吸热等温膨胀过程，吸热 Q1=A=RT1ln(V2/V1)于是于是,由由34 34 等温压缩过程，等温压缩过程，放热放热的大小为的大小为得得2341等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PVQ2=RT2ln(V3/V4)再由：再由：第第2页页/共共53页页3再由再由卡诺热机卡诺热机循环效率循环效率:卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源的温度卡诺热机效率与工作物质无关，只与两个热源的温度有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效率越高有关，两热源的温差越大，则卡诺循环的效率越高.第第3页页/共共53页页4A1234高温热源高温热源低温热源低温热源卡诺致冷机卡诺致冷机卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机（卡诺逆循环）卡诺致冷机卡诺致冷机致冷致冷系数系数第第4页页/共共53页页5卡诺制冷系数卡诺制冷系数 wC是工作在是工作在 之间的所有致冷之间的所有致冷循环中最高的。循环中最高的。2341等温等温T1等温等温T2绝热绝热绝热绝热V1V4V3V2PV逆卡诺循环逆卡诺循环A第第5页页/共共53页页6疑问：疑问：由热力学第一定律，循环过程中由热力学第一定律，循环过程中如果如果相当于把吸收的热量全作功，从能量转换相当于把吸收的热量全作功，从能量转换看看不违反热力学第一定律不违反热力学第一定律，但为什么实际但为什么实际做不到？做不到？说明说明:必然还有一个必然还有一个独立独立于热力学第一定律于热力学第一定律的定律存在，这就是的定律存在，这就是热力学第二定律热力学第二定律,它制约它制约着热功转换的效率。着热功转换的效率。第第6页页/共共53页页711.5热力学第二定律热力学第二定律（Second law of thermodynamicsSecond law of thermodynamics ）热力学第二定律热力学第二定律是关于是关于自然过程自然过程方向的一方向的一一一.热力学第二定律的两种表述热力学第二定律的两种表述1.开氏表述开氏表述（Kelvin，1851）条基本的、普遍的定律。条基本的、普遍的定律。“不可能从单一热源吸取不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用热量，使之完全变为有用的功而不产生其它影响的功而不产生其它影响”开尔文开尔文（Kelvin,1851）第第7页页/共共53页页8 其其唯一唯一效果是热量效果是热量全部全部转变为功的过程是转变为功的过程是不可能的。不可能的。A=QQT第二类第二类永动机永动机开氏另一种表述开氏另一种表述“第二类永动机是不可能造成的第二类永动机是不可能造成的”第第8页页/共共53页页9海水温度降低海水温度降低 0.01 K K,够全世界用够全世界用1000年。年。若海轮上有一个若海轮上有一个单热源热机单热源热机 永动的海轮！永动的海轮！第二类第二类永动机永动机-从一个热源吸热并将热全从一个热源吸热并将热全部变为功的热机。部变为功的热机。什么叫第二类什么叫第二类永动机？永动机？第第9页页/共共53页页10A=QV1 TQV2 左图所示过程是左图所示过程是思考思考2.克氏表述克氏表述（clausius，1850）QT1（高）（高）T2（低）（低）否违反热力学第二定律？否违反热力学第二定律？热量不可能热量不可能自动地自动地从低从低温物体传向温物体传向高温物体。高温物体。（答：否。产生了其它影（答：否。产生了其它影响，即体积膨胀。）响，即体积膨胀。）克劳修斯克劳修斯（clausius，1850）第第10页页/共共53页页11二二.两种表述的等价性两种表述的等价性反证法：反证法：等价等价则克氏表则克氏表述不成立述不成立高温高温T1低温低温T2Q2A=Q1高温高温T1Q1 Q1+Q2 低温低温T2 Q2证明证明I I：若开尔文表述不成立，那么克劳修斯表述也不成立。若开尔文表述不成立，那么克劳修斯表述也不成立。复合机复合机第第11页页/共共53页页12证明证明IIII：若克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立。若克劳修斯表述不成立，则开尔文表述也不成立。克劳修斯表述不克劳修斯表述不成立成立(有过程有过程 B)B)加一卡诺热机加一卡诺热机 D,D,则则B、D组成复合机组成复合机.T1 T2Q2Q2BDQ1Q2 T1 T2复合机复合机A=Q1 Q2则开氏表则开氏表述不成立述不成立Q1 Q2A第第12页页/共共53页页13例例试证明在试证明在p V图上任意物质的图上任意物质的一条等一条等证：证：用反证法，用反证法，设等温线和绝热线能相交两次。设等温线和绝热线能相交两次。绝热线绝热线（等（等S 线）线）等温线等温线QA=Q pV则如图示，可构成一个则如图示，可构成一个单热源热机，从而违反热单热源热机，从而违反热力学第二定律的开氏表述，力学第二定律的开氏表述，故假设不成立。故假设不成立。温线和一条绝热线不能相交两次。温线和一条绝热线不能相交两次。类似的也可用反证法证明在类似的也可用反证法证明在p V 图上图上两条两条（自己证明）（自己证明）绝热线不能相交。绝热线不能相交。第第13页页/共共53页页1411.6过程的可逆性过程的可逆性卡诺定理卡诺定理一一.定义定义1.可逆过程可逆过程（reversibleprocess）：）：可逆过程可逆过程:在系统状态变化过程中，如果逆过在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态程能重复正过程的每一状态,而不引起其他变化而不引起其他变化,这这样的过程叫做可逆过程样的过程叫做可逆过程.可逆过程的条件可逆过程的条件准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、粘准静态过程（无限缓慢的过程），且无摩擦力、粘滞力或其他耗散力作功，无能量耗散的过程为可逆滞力或其他耗散力作功，无能量耗散的过程为可逆过程过程.第第14页页/共共53页页15不可逆过程：不可逆过程：在不引起其他变化的条件在不引起其他变化的条件下，不能使逆过程重复正过程的每一状态，下，不能使逆过程重复正过程的每一状态，或者虽能重复但必然会引起其他变化，这样或者虽能重复但必然会引起其他变化，这样的过程叫做的过程叫做不可逆过程不可逆过程.2.不可逆过程不可逆过程（irreversibleprocess）：）：非非准静态过程为不可逆过程准静态过程为不可逆过程.不可逆过程不可逆过程其结果不能完全被消除，例如：摩其结果不能完全被消除，例如：摩擦生热，有限温差热传导，气体自由膨胀擦生热，有限温差热传导，气体自由膨胀第第15页页/共共53页页16开尔文表述说明开尔文表述说明:功功 热是热是不可逆不可逆过程过程;克劳修斯表述说明克劳修斯表述说明:热量传递是热量传递是不可逆不可逆过程过程.“一切与热现象有关的实际宏观过程都不可逆的一切与热现象有关的实际宏观过程都不可逆的”热力学第二定律的实质：热力学第二定律的实质：第第16页页/共共53页页17二、卡诺定理二、卡诺定理（Carnot theoremCarnot theorem）（1824年）年）1、工作在相同的高温（、工作在相同的高温（T1）、低温（）、低温（T2）热）热源之间的一源之间的一切可逆机的效率都相等，与工作物切可逆机的效率都相等，与工作物质无关。质无关。（*证明见书证明见书P58）卡诺定理有两条：卡诺定理有两条：热力学第二定律指出，热机效率不可能为热力学第二定律指出，热机效率不可能为100%,那么热机效率最高为多少？那么热机效率最高为多少？第第17页页/共共53页页182、工作在相同高温、低温热源之间的一切不可工作在相同高温、低温热源之间的一切不可逆机的效率都不可能大于可逆机的效率。逆机的效率都不可能大于可逆机的效率。只与只与T1(高温高温)和和T2(低温低温)有关有关，与物质种类、，与物质种类、膨胀的体积无关膨胀的体积无关;讨论讨论1)卡诺热机效率卡诺热机效率第第18页页/共共53页页192)卡诺定理卡诺定理理论指导作用指明了提高热机效理论指导作用指明了提高热机效率的方法：率的方法：a a）增大高温增大高温T1 1 与与 低温低温T2 2 间的温差。一般间的温差。一般热机总是以环境为低温热源，所以热机总是以环境为低温热源，所以有效途径有效途径是提高是提高高温热源的温度高温热源的温度T1。b b）尽可能使不可逆机接近可逆机，即减少摩尽可能使不可逆机接近可逆机，即减少摩擦、漏气、散热擦、漏气、散热等耗散因素。等耗散因素。目前都朝高温目前都朝高温高压方向发展，以提高效率高压方向发展，以提高效率。第第19页页/共共53页页20例例:一一卡卡诺诺循循环环热热机机，高高温温热热源源的的温温度度是是400K，每每一一循循环环从从此此热热源源吸吸进进100J热热量量并并向向一一低低温温热热源源放放出出80J热热量量。求（求（1）这循环的热机的效率；（）这循环的热机的效率；（2）低温热源的温度。）低温热源的温度。解：（解：（1）这循环的热机的效率为：这循环的热机的效率为：（2）设低温热源的温度）设低温热源的温度T2，有有第第20页页/共共53页页21例例:卡卡诺诺致致冷冷机机的的低低温温热热源源温温度度为为T2=300K，高高温温热热源源温温度度为为T1=450K，每每一一循循环环从从低低温温热热源源吸吸进进400J热热量量。求求（1）致致冷冷机机的的制制冷冷系系数数；（2）每每一一循循环环中中外外界必须作的功。界必须作的功。解解:(1)致冷机的致冷系数等于：致冷机的致冷系数等于：（2）每一循环中外界必须作的功）每一循环中外界必须作的功第第21页页/共共53页页22一、热力学第二定律的微观解释一、热力学第二定律的微观解释1、宏观状态与微观状态、宏观状态与微观状态左左右右宏观看宏观看：左、右两部分各有多少粒子左、右两部分各有多少粒子而不去区分究竟是哪个粒子而不去区分究竟是哪个粒子微观上看微观上看：具体哪个粒子在哪？具体哪个粒子在哪？编号为编号为宏观态宏观态微观态微观态4641111.7热力学第二定律的统计意义热力学第二定律的统计意义第第22页页/共共53页页23宏观态宏观态微观态微观态宏观态包含微观态数宏观态包含微观态数i概率概率abcd4 040abcda b cda b dca c dbb c da3 1a b cdca b da c dbb c da3122a bc dc da ba cb da cb da db cb ca d(N为分子总数为分子总数)第第23页页/共共53页页242、热力学几率、热力学几率(概率概率)一个宏观态对应的微观态一个宏观态对应的微观态数目叫做这一宏观态的数目叫做这一宏观态的热力学几率热力学几率宏观态宏观态微观态微观态464113.在诸多的宏观态中热力学在诸多的宏观态中热力学几率大的宏观态最易出现。几率大的宏观态最易出现。(平衡态平衡态)在一孤立系统内，一切实际过程都是从概率小（微观在一孤立系统内，一切实际过程都是从概率小（微观态小）的状态向概率大的宏观态态小）的状态向概率大的宏观态（微观态多）（微观态多）进行的进行的为热力学第二定律的统计意义为热力学第二定律的统计意义第第24页页/共共53页页254.热二律的微观解释热二律的微观解释自发过程的方向性自发过程的方向性如如自由膨胀自由膨胀有序有序无序无序1)自然过程从热力学概率小向热力学概率大的自然过程从热力学概率小向热力学概率大的方向进行；方向进行；2)宏观上认为不可能出现的状态，在微观上认宏观上认为不可能出现的状态，在微观上认为是可能的，只不过概率太小而已；为是可能的，只不过概率太小而已；3)热热 律是统计规律，只能用概率方法来描述。律是统计规律，只能用概率方法来描述。(与热与热 律不同律不同)。说明说明第第25页页/共共53页页26 自然过程的方向性是：自然过程的方向性是：有序有序 无序无序 (定性表示定性表示)小小 大大 (定量表示定量表示)此式称此式称玻耳兹曼熵公式玻耳兹曼熵公式,式中式中称玻耳兹曼常数。称玻耳兹曼常数。S=kln 玻耳兹曼玻耳兹曼 玻耳兹曼引入了玻耳兹曼引入了熵熵 S 二、熵（二、熵（entropy）S及及熵增加原理熵增加原理存在一个与过程无关的存在一个与过程无关的状态量状态量.单位：单位：J/K(SI)1877年玻耳兹曼提出了年玻耳兹曼提出了S ln 。1900年普朗克引进了比例系数年普朗克引进了比例系数k。第第26页页/共共53页页27 熵熵(和和 一样一样)的微观意义也是的微观意义也是:系统内分子热运动的系统内分子热运动的无序性无序性的一种量度。的一种量度。S=kln 对于一系统的某一宏观状态都有一个热力对于一系统的某一宏观状态都有一个热力学概率学概率值与之对应，亦即有一熵值值与之对应，亦即有一熵值S与之与之对应。（与机械能的势能对应。（与机械能的势能Ep相似）相似）第第27页页/共共53页页28孤立系统由非平衡态向平衡态过渡时孤立系统由非平衡态向平衡态过渡时S ，最终的平衡态一定是最终的平衡态一定是S=Smax的状态。的状态。熵给出了孤立系统中过程进行的熵给出了孤立系统中过程进行的方向方向和和限度。限度。熵增加原理是热力学第二定律的数学表示。熵增加原理是热力学第二定律的数学表示。在在孤立系统孤立系统中进行的中进行的自然过程自然过程总是沿熵增加的总是沿熵增加的 方向进行。方向进行。-熵增加原理熵增加原理若过程可逆，则熵若过程可逆，则熵S不变；不变；若过程不可逆，则熵若过程不可逆，则熵S增加。增加。即：即：第第28页页/共共53页页29概率小概率小概率大概率大 整洁的宿舍整洁的宿舍 杂乱的宿舍杂乱的宿舍 熵小熵小熵大熵大举个生活中的例子举个生活中的例子:所以，要保持宿舍整洁，要靠大家的维护，所以，要保持宿舍整洁，要靠大家的维护，要靠值日生的干预。要靠值日生的干预。自然过程：自然过程：事物（闭合体系）变化的过程大都是事物（闭合体系）变化的过程大都是不可逆的。某初态可变到终态，而终态却不能自不可逆的。某初态可变到终态，而终态却不能自发地（不影响周围环境）变回初态，尽管能量始发地（不影响周围环境）变回初态，尽管能量始终是守恒的。终是守恒的。第第29页页/共共53页页30楼塌是一个从有序到无序的过程楼塌是一个从有序到无序的过程熵增过程熵增过程第第30页页/共共53页页31关于关于“热寂说热寂说”“热寂说热寂说”是是19世纪中期英国物理学家开尔文和德世纪中期英国物理学家开尔文和德国物理学家克劳修斯根据热力学第二定律所作的宇国物理学家克劳修斯根据热力学第二定律所作的宇宙学推论。该理论认为，整个宇宙是朝着单一的方宙学推论。该理论认为，整个宇宙是朝着单一的方向变化的，宇宙中一切机械的、物理的、化学的、向变化的，宇宙中一切机械的、物理的、化学的、电磁的、生命的等等各种能量，最终将全部转化为电磁的、生命的等等各种能量，最终将全部转化为热能。而热又总是自发地从高温部分流向低温部分，热能。而热又总是自发地从高温部分流向低温部分，直至到达温度处处相等的热平衡状态为止。按照克直至到达温度处处相等的热平衡状态为止。按照克劳修斯的说法，劳修斯的说法，“宇宙的熵趋向于极大。宇宙越是宇宙的熵趋向于极大。宇宙越是接近于这个熵是极大的极限状态，进一步变化的能接近于这个熵是极大的极限状态，进一步变化的能力就越小；如果最后完全达到了这个状态，那就任力就越小；如果最后完全达到了这个状态，那就任何进一步的变化都不会发生了，这时宇宙就会进入何进一步的变化都不会发生了，这时宇宙就会进入一个死寂的永恒状态一个死寂的永恒状态”。第第31页页/共共53页页32“热寂说热寂说”是热力学第二定律的宇宙学推论，这一是热力学第二定律的宇宙学推论，这一推论是否正确，引起了科学界和哲学界一百多年持推论是否正确，引起了科学界和哲学界一百多年持续不断的争论。由于涉及到宇宙未来和人类命运等续不断的争论。由于涉及到宇宙未来和人类命运等重大问题，因而它所波及和影响的范围已经远远超重大问题，因而它所波及和影响的范围已经远远超出了科学界和哲学界，成了近代史上一桩最令人懊出了科学界和哲学界，成了近代史上一桩最令人懊恼的文化疑案。恼的文化疑案。绝处逢生：膨胀的宇宙不会绝处逢生：膨胀的宇宙不会“热寂热寂”20世纪六七十年代以后，自从世纪六七十年代以后，自从“大爆炸大爆炸”宇宙模型宇宙模型逐渐得到天体物理学界公认以来，逐渐得到天体物理学界公认以来，“热寂热寂”说这朵说这朵漂浮在物理学上空的漂浮在物理学上空的“乌云乌云”逐渐云开雾散，人类逐渐云开雾散，人类曾一度阴霾笼罩的心头终于迎来了一片朗朗晴空。曾一度阴霾笼罩的心头终于迎来了一片朗朗晴空。“山重水复疑无路，柳暗花明又一村山重水复疑无路，柳暗花明又一村”第第32页页/共共53页页33该理论认为，宇宙大约是在该理论认为，宇宙大约是在100200亿年以前，从亿年以前，从高温高密的物质与能量的高温高密的物质与能量的“大爆炸大爆炸”而形成。随着而形成。随着宇宙的不断膨胀，其中的温度不断降低，物质密度宇宙的不断膨胀，其中的温度不断降低，物质密度也不断减小，逐渐衍生成众多的星系、星体、行星也不断减小，逐渐衍生成众多的星系、星体、行星等，直至出现生命。宇宙大爆炸理论是等，直至出现生命。宇宙大爆炸理论是20世纪科学世纪科学研究的重大成就，是基于几十年的创新实验与理论研究的重大成就，是基于几十年的创新实验与理论研究的结果。因而获得了科学界的公认，并成为现研究的结果。因而获得了科学界的公认，并成为现代宇宙学的标准模型。代宇宙学的标准模型。“大爆炸大爆炸”宇宙模型宇宙模型第第33页页/共共53页页34例题解析例题解析热力学基础热力学基础第第34页页/共共53页页35例题解析：1、如图示，、如图示，1mol氦气，由状态氦气，由状态沿直沿直线变到状态线变到状态，求这过程中内能的变化，求这过程中内能的变化，吸收的热量，对外作的功？吸收的热量，对外作的功？【解解】:1mol氦氦气气的的内内能能为：为：从从状状态态A到到状状态态B,内内能能增增量量为为:第第35页页/共共53页页36对外作的功为曲线下的面积对外作的功为曲线下的面积:由热力学第一定律由热力学第一定律,此过程中吸收的热量为此过程中吸收的热量为:第第36页页/共共53页页372、如如图图示示，AB，CD是是绝绝热热过过程程，CEA是是等等温温过过程程，BED是是任任意意过过程程，组组成成一一个个循循环环，若若图图中中EDCE所所包包围围面面积积为为70J，EABE所所围围的的面面积积为为30J，CEA过过程程中中系系统统放放热热100J，求求BED过过程程中系统吸热为多少？中系统吸热为多少？【解解】:正正循循环环EDCE面面积积为为70J，表对外作正功。，表对外作正功。逆逆循循环环EABE面面积积为为30J，表表对外作负功。对外作负功。整个循环对外作功为：整个循环对外作功为：第第37页页/共共53页页38A=70+（-30）=40J由热力学第一定律：由热力学第一定律：设设CEA过程放热过程放热Q1，BED过程吸热过程吸热Q2，则，则故故BED过程中系统从外界吸热过程中系统从外界吸热140J热量热量第第38页页/共共53页页393、1mol理理想想气气体体在在T1=400K的的高高温温热热源源与与T2=300K的的低低温温热热源源作作卡卡诺诺可可逆逆循循环环，在在400K的的等等温温线线上上开开始始体体积积V1=0.001m3,末末了了体体积积为为V2=0.005m3,求求此此气气体体在在每每一一循循环环中中（1）从从高高温温热热源源吸吸收收的的热热量量Q1；（2）气气体体所所作作的的净净功功A，（3）气气体体所所传传给给低低温温热热源源的热量的热量Q2。【解解】:（1）等温过程）等温过程:第第39页页/共共53页页40（3）由热力学第一定律：）由热力学第一定律：（2）第第40页页/共共53页页41CABV/m3P/pa0133001004、一一定定量量的的理理想想气气体体进进行行如如图图所所示示的的循循环环过过程程，已已知知气气体体在在状状态态A的的温温度度为为TA=300K，求求：（1）气气体体在在状状态态B、C的温度；的温度；（2）各过程中气体对外作的功；）各过程中气体对外作的功；（3）经过整个循环过程，气体的总热量。）经过整个循环过程，气体的总热量。第第41页页/共共53页页42（2）各过程中气体对外作的功分别为：）各过程中气体对外作的功分别为：BC为等压过程，据为等压过程，据VB/TB=VC/TC得：得：【解解】:（1）CA为等容过程，据为等容过程，据PA/TA=PC/TC得：得：ABV/m3P/pa013300100第第42页页/共共53页页43（2）各过程中气体对外作的功分别为：）各过程中气体对外作的功分别为：（3）整个循环过程中气体所作的总功为：）整个循环过程中气体所作的总功为：因因循循环环过过程程内内能能增增量量为为0，故故由由热热力力学学第第一一定律知：定律知：ABV/m3P/pa013300100第第43页页/共共53页页445、1mol单单原原子子分分子子理理想想气气体体的的循循环环过过程程如如TV图图示示，其其中中C点点的的温温度度为为TC=600K，试试求求（1）ab,bc,ca各各个个过过程程系系统统吸吸收收的的热热量量；（2）经经一一循循环环系系统统所所作作的的净净功功；（3）循环效率）循环效率T/KV/10-3m310c2ba【解解】:从从图图知知，ab是是等等压压过程，过程，Va/Ta=Vb/Tb第第44页页/共共53页页45第第45页页/共共53页页466、关于可逆过程和不可逆过程的判断，正确、关于可逆过程和不可逆过程的判断，正确的是（的是（）（1）可逆热力学过程一定是准静态过程；）可逆热力学过程一定是准静态过程；（2）准静态过程一定是可逆过程；）准静态过程一定是可逆过程；（3）不可逆过程就是不能向相反方向进行的）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；过程；（4）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。答案：答案：（1）、（）、（4）第第46页页/共共53页页47分子数密度处处相同分子沿任一方向的运动不比其它方向占优势7、在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是：、在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是：（1）（2）8、下面给出理想气体状态方程的几种形式，指出它们各表、下面给出理想气体状态方程的几种形式，指出它们各表示什么过程示什么过程:表示 过程表示 过程表示 过程等压等压等容等容等温等温第第47页页/共共53页页489、在下列各种说法中，哪些是正确的？、在下列各种说法中，哪些是正确的？（1）热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程。）热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程。（2）热平衡过程一定是可逆过程。）热平衡过程一定是可逆过程。（3）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接。）热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接。（4）热平衡过程在）热平衡过程在p-V图上可用一连续曲线表示。图上可用一连续曲线表示。（A）（）（1）、（）、（2）；）；（B）（）（3）、（）、（4）；）；（C）（）（2）、（）、（3）、（）、（4）；）；（D）（）（1）、（）、（2）、（）、（3）、（）、（4）B10、一定量的理想气体经历、一定量的理想气体经历acb过程时吸热过程时吸热200J.则经历则经历acbda过程时，吸热为过程时，吸热为:(A)-1200J.(B)-1000J(C)-700J.(D)1000JabdcOV(103m3)P(105pa)1414B第第48页页/共共53页页4911、所列四图分别表示某人设想的理想气体的、所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中一种在物理上可能四个循环过程，请选出其中一种在物理上可能实现的过程的标号：实现的过程的标号：B等温等温绝热绝热Vp(A)Vp(B)绝热线绝热线等温线等温线Vp(C)绝热线绝热线绝热线绝热线绝热线绝热线Vp等温线等温线(D)绝热线绝热线第第49页页/共共53页页5012“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功。对外做功。”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。（B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。C13一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后:（A）温度不变，熵增加。）温度不变，熵增加。（B）温度升高，熵增加。）温度升高，熵增加。（C）温度降低，熵增加。）温度降低，熵增加。（D）温度不变，熵不变。）温度不变，熵不变。A第第50页页/共共53页页5114、理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的、理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍。则始末两态的温度和始末两态气体分子的平均自由两倍。则始末两态的温度和始末两态气体分子的平均自由程的关系是：程的关系是：V2=2V1p2=p1/2B15、p-V图上的一点，代表图上的一点，代表；p-V图上任意一条曲线，表示图上任意一条曲线，表示。系统的一个平衡态一个准静态过程第第51页页/共共53页页5216、如图所示，已知图中画出两部分的面积分别为、如图所示，已知图中画出两部分的面积分别为S1和和S2，那么：那么：（1）如果气体的膨胀过程为）如果气体的膨胀过程为a-1-b,则气体对外做功则气体对外做功A=；（2）如果气体进行）如果气体进行a-2-b-1-a的循环过程，则它对外做功的循环过程，则它对外做功A=S1+S2-S2S2S1VOPab12第第52页页/共共53页页5318、从统计的意义来解释：、从统计的意义来解释：不可逆过程实质上是一个不可逆过程实质上是一个的转变过程。的转变过程。一切实际过程都向着一切实际过程都向着的方向进行。的方向进行。热力学概率小的状态到概率大的状态热力学概率增大的状态17一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为，它的逆过程的致冷机，它的逆过程的致冷机致冷系数致冷系数，则，则 与与w的关系为的关系为第十一章结束第十一章结束第第53页页/共共53页页