12 热力学第二定律习题

第1页共2页 12 热力学第二定律习题详解 习题册-上-12

习题十二 一、选择题

1．你认为以下哪个循环过程是不可能实现的 [ ]

（A）由绝热线、等温线、等压线组成的循环； （B）由绝热线、等温线、等容线组成的循环； （C）由等容线、等压线、绝热线组成的循环； （D）由两条绝热线和一条等温线组成的循环。 答案：

2．甲说：由热力学第一定律可证明，任何热机的效率不能等于1。乙说：热力学第二定律可以表述为效率等于100%的热机不可能制成。丙说：由热力学第一定律可以证明任何可逆热机的效率都等于1?的效率等于1?T2。丁说：由热力学第一定律可以证明理想气体可逆卡诺热机T1T2 。对于以上叙述，有以下几种评述，那种评述是对的 [ ] T1（A）甲、乙、丙、丁全对； （B）甲、乙、丙、丁全错； （C）甲、乙、丁对，丙错； （D）乙、丁对，甲、丙错。 答案：

3．一定量理想气体向真空做绝热自由膨胀，体积由V1增至V2，此过程中气体的 [ ]

（A）内能不变，熵增加； （B）内能不变，熵减少； （C）内能不变，熵不变； （D）内能增加，熵增加。 答案：

4．在功与热的转变过程中，下面的那些叙述是正确的？[ ]

（A）能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用功； （B）其他循环的热机效率不可能达到可逆卡诺机的效率，可逆卡诺机的效率最高； （C）热量不可能从低温物体传到高温物体； （D）绝热过程对外做正功，则系统的内能必减少。 答案：

5．下面的那些叙述是正确的？[ ]

（A）发生热传导的两个物体温度差值越大，就对传热越有利； （B）任何系统的熵一定增加；

（C）有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能够变为有规则运动的能量；

（D）以上三种说法均不正确。 答案：

6． 一摩尔单原子理想气体从初态(p1、V1、T1)准静态绝热压缩至体积为V2，其熵[ ]

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（A）增大； （B）减小； （C）不变； （D）不能确定。 答案： 二、填空题

1． 一热机每秒从高温热源（T1?600K）吸取热量Q1?3.34?104J，做功后向低温热源（T2?300K）放出热量Q2?2.09?104J，它的效率是 ，它 可逆机（填“是”或者“不是”），如果尽可能地提高热机的效率，每秒从高温热源吸热3.34?104J，则每秒最多能做功 。

2．把质量为5kg、比热容（单位质量物质的热容）为544J/kg的铁棒加热到300?C，然后浸入一大桶27?C的水中。在这冷却过程中铁的熵变为 。

3．在冬日一房子的散热的速率为2?108J/h，设室内温度为20?C，室外温度为?20?C，这一散热过程产生熵的速率为 (J/(K?s))。

三、计算题

1．有可能利用表层海水和深层海水的温差来制成热机。已知热带水域的表层水温约

o25oC，300m深层水温约5C。（1）在这两个温度之间工作的卡诺热机的效率多大？（2）

如果一电站在此最大理论效率下工作时获得的机械效率为1MW，它将以何种速率排除废热？（3）此电站获得的机械功和排除的废热均来自25C的水冷却到5C所放出的热量，问此电站每小时能取用多少吨25C的表层水（设海水的比热容为4.2kJ/(kg?K)）？

2．1mol理想气体从初态p1、V1绝热自由膨胀到终态p2、V2，已知：V2?2V1，试求：（1）气体对外做功；（2）气体内能增量；

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