热力学与统计物理试卷热力学部分物理与光信解答

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 ...