1 / 10 《热力学与统计物理》考试试卷(热力学部分)(应用物理和光信息专业2011 级, 2013 年 11 月)班级姓名考试成绩____考试时间: 100 分钟题号填空题计算与证明题总分得分1 2 3 4 阅卷人一、 填空题(每空 2 分,共 40 分)1. 单元单相系是指系统只包含(一种化学成分),并且系统中各个部分的 (均匀分布 )或(性质完全一样 )。2. 热力学中的广延量是指: (与系统质量相关的量 ),而强度量是指:(与系统质量无关的量) 。3. 热力学系统的准静态过程是指:系统的热力学过程进行的_( 无限缓慢) _,其中的每一个中间状态都可视为____( 平衡状态 )_______。4. 卡诺循环是由两个_( 等温)_过程和两个_( 绝热)___过程组成的热力学循环过程。2 / 10 5. 设高温热源的热力学温标为1T ,低温热源的热力学温标为2T ,则工作在其间的准静态卡诺循环的热机效率为:_(1-T 2/T1)_;卡诺制冷机的制冷系数为:_T2/(T 1-T2)__。6. 熵增加原理指出:系统经过绝热过程,如果是_____( 可逆绝热过程 )____,则熵的数值不变;如果是___( 不可逆绝热过程 )__,则熵的数值增加。7. 热力学第二定律的开尔文表述为:_(不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功而不引起其他变化) ;克劳修斯表述为:_( 不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化 )_。8.对于温度为 T,体积为 V,压强为 P的热力学系统,其能内为 U。写出自由能 F和吉布斯函数 G的表示的定义式( 只考虑体积功) :F=_(U-TS) _。和G=_(U-TS+ p V)_。9. 气相、液相和固相之间发生相变时, 伴随_(相变潜热 )__和_( 体积)__突变 , 这种相变称为一级相变。10. 热力学温标为 __(一种不依赖于任何具体物质特性的理想温标 ), 而理想气体温标为_ (是一种实验温标 ),但在数值上热力学温标可以用理想气体温标来表示。3 / 10 二、计算题和证明题 ( 共 4 题,合计 60 分) 1.(本题 15 分)证明理想气体的摩尔自由能可以表示为:,,00,002lnlnV mmV mmmmV mmmCFCdTUTdTRTVTSTdTTCdTUTSRTVT解:根据自由能的定义,摩尔自由能为,mmmFUTS(1)其中mU 和mS 是摩尔内能和摩尔熵 . 由理想气体的摩尔内能和摩尔熵分别为,0,mV mmUCdT U(2),0ln,V mmmmCSdT R VST(3)代入( 1)式有,,00ln.V mmV mmmmCFCdT TdT ...