熱統期中試題及答案

單項選擇題（每題2分，共10題）1.理想氣體內能取決于（）A.壓強B.體積C.溫度D.密度2.系統從外界吸熱，其熵（）A.一定增加B.一定減少C.不變D.可能增加3.孤立系統的熵（）A.只能增加B.只能減少C.不變D.可增可減4.經典理想氣體的分子配分函數中與體積有關的是（）A.平動B.轉動C.振動D.電子運動5.等壓過程中系統做功表達式為（）A.\(W=p\DeltaV\)B.\(W=-\intpdV\)C.\(W=V\Deltap\)D.\(W=-\intVdp\)6.正則系綜描述的是（）A.孤立系統B.封閉系統C.開放系統D.絕熱系統7.能斯特定理說的是（）A.絕對零度時熵為零B.絕對零度不可達到C.熵永不減少D.內能與溫度關系8.麥克斯韋速率分布函數適用于（）A.非平衡態(tài)氣體B.平衡態(tài)理想氣體C.任何氣體D.液體9.對于簡單固體，其定容熱容在高溫極限下趨近于（）A.\(R\)B.\(2R\)C.\(3R\)D.\(4R\)10.自由能\(F=U-TS\)中，\(U\)是（）A.內能B.焓C.熵D.壓強多項選擇題（每題2分，共10題）1.以下屬于廣延量的有（）A.內能B.溫度C.熵D.壓強2.理想氣體準靜態(tài)絕熱過程方程有（）A.\(pV^{\gamma}=C\)B.\(TV^{\gamma-1}=C\)C.\(p^{1-\gamma}T^{\gamma}=C\)D.\(pV=nRT\)3.影響分子配分函數的因素有（）A.溫度B.體積C.分子結構D.壓強4.熱力學第二定律的表述有（）A.克勞修斯表述B.開爾文表述C.能斯特定理D.玻爾茲曼熵公式5.下列過程屬于不可逆過程的有（）A.熱傳導B.氣體自由膨脹C.可逆卡諾循環(huán)D.擴散6.經典理想氣體的內能包含（）A.平動能B.轉動能C.振動能D.電子能7.熵的性質包括（）A.廣延量B.狀態(tài)函數C.與過程有關D.總是增加8.正則系綜的特點有（）A.系統與熱源接觸B.能量固定C.溫度恒定D.粒子數可變9.等容過程中，以下說法正確的有（）A.系統做功為0B.\(Q=\DeltaU\)C.壓強不變D.體積不變10.玻爾茲曼分布適用條件包括（）A.近獨立粒子系統B.平衡態(tài)C.經典極限D.任何系統判斷題（每題2分，共10題）1.溫度是強度量，內能是廣延量。（）2.可逆過程一定是準靜態(tài)過程，準靜態(tài)過程一定是可逆過程。（）3.理想氣體絕熱自由膨脹過程中熵不變。（）4.分子配分函數與系統的能量零點選擇有關。（）5.孤立系統內發(fā)生的一切過程熵永不減少。（）6.定壓熱容一定大于定容熱容。（）7.正則系綜中系統能量是確定值。（）8.等壓過程中系統吸收的熱量全部用于增加內能。（）9.麥克斯韋速率分布函數可用于計算分子平均速率。（）10.絕對零度時，所有物質的熵都為零。（）簡答題（每題5分，共4題）1.簡述熱力學第零定律及其意義答：如果兩個熱力學系統中的每一個都與第三個熱力學系統處于熱平衡(溫度相同)，則它們彼此也必定處于熱平衡。意義是為溫度的定義和測量提供了理論基礎。2.簡述卡諾定理內容答：在相同的高溫熱源和相同的低溫熱源之間工作的一切可逆熱機，其效率都相等，與工作物質無關；在相同高溫熱源與相同低溫熱源之間工作的一切不可逆熱機，其效率都不可能大于可逆熱機的效率。3.簡述玻爾茲曼熵公式及意義答：\(S=k\ln\Omega\)，\(S\)是熵，\(k\)是玻爾茲曼常量，\(\Omega\)是微觀狀態(tài)數。意義是把宏觀的熵和微觀的狀態(tài)數聯系起來，揭示了熵的統計意義。4.簡述內能的全微分表達式及各量含義答：\(dU=TdS-pdV\)，\(U\)是內能，\(T\)是溫度，\(S\)是熵，\(p\)是壓強，\(V\)是體積。表示內能隨熵和體積的微小變化關系。討論題（每題5分，共4題）1.討論理想氣體等溫、等壓、等容過程中內能、焓、熵的變化情況答：等溫過程，內能和焓不變，熵變\(\DeltaS=nR\ln(V_2/V_1)\)；等壓過程，內能\(\DeltaU=nC_V\DeltaT\)，焓\(\DeltaH=nC_p\DeltaT\)，熵變\(\DeltaS=nC_p\ln(T_2/T_1)\)；等容過程，內能\(\DeltaU=nC_V\DeltaT\)，焓\(\DeltaH=nC_p\DeltaT\)，熵變\(\DeltaS=nC_V\ln(T_2/T_1)\)。2.討論熵增加原理在實際生活中的體現答：如熱傳遞，熱量從高溫物體傳向低溫物體，系統熵增加；又如氣體自由膨脹，混亂度增大，熵增加。生活中許多自發(fā)過程都符合熵增加原理，體現了自然過程的方向性。3.討論經典理想氣體和量子理想氣體在處理方法上的主要區(qū)別答：經典理想氣體用經典力學描述，采用麥克斯韋-玻爾茲曼分布；量子理想氣體用量子力學描述，需考慮粒子的全同性，費米子用費米-狄拉克分布，玻色子用玻色-愛因斯坦分布。4.討論自由能\(F\)和吉布斯函數\(G\)的引入目的及應用場景答：引入目的是為處理特定條件下的熱力學問題。\(F\)用于等溫等容過程，判斷過程自發(fā)方向；\(G\)用于等溫等壓過程，如化學反應、相平衡中判斷過程方向和平衡條件。答案單項選擇題1.C2.D3.A4.A5.A6.B7.A8.B9.C10.A多項選擇題