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大学热学习题第八章 习题 1若理想气体的体积为V，压强为P，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为： pVm，pV，pV，pV 2下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？ 3Mmol33M3mpV，(C)npV，(D)N0pV pV，2M2M 2 2Mmol3氦、氮、水蒸汽，它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量，则 它们的温度升高相同，压强增加相同 它们的温度升高相同，压强增加不相同 它们的温度升高不相同，压强增加不相同 它们的温度升高不相同，压强增加相同 4温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能e和平均平动动能w有如下关系； e和w都相等e相等，而ww不相等 w相等，而e不相等e和w都不相等 5一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1和P2，则两者的大小关系是： P1P2，P1P2，P1P2，不确定的 6，两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气，开始时它们的压强和温度都相等，现将6J热量传给氦气，使之升高到一定温度若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量 6J，10J，12J，5J 7 如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为P0，右边为真空；今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是 P0，P0/2，2gP0，P0/2g 8有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有0.1kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气质量为： 10.8kg，1.6kg 3.2kg3.2kg kg，169在标准状态下，任何理想气体在1m3中含有的分子数都等于 6.02´106.02´102.69´10 2.69´10. 101mol双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为 3355kT，RT，kT RT2222 -3311.在容积V=4´10m的容器中，装有压强p=5´10Pa的理想气体，则容器中2气体分子的平动动能总和为 2 J，3 J5 J，9 J 12关于温度的意义，有下列几种说法； 气体的温度是分子平均平动动能的量度 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度 上述说法中正确的是 、 、 13一个容器内贮存 1摩尔氢气和 1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1和P2则两者的大小关系是: P1P2，P1<P2，P1P2，(D)不确定的 14一个容器内有摩尔质量分别为Mmol1和Mmol2的两种不同的理想气体1和2，当此混合气体处于平衡状态时，l和2两种气体分子的方均根速率之比是 15某理想气体在温度为27C和压强为1.0´10atm情况下，密度为11.3g/m，则0-23这气体的摩尔质量Mmol . J，则该气体的温度T J×K-1） 17一定质量的理想气体，先经过等容过程使其热力学温度升高一倍，再经过等温过程使其体积膨胀为原来的两倍，则分子的平均自由程变为原来的 。 18一定量的理想气体，经等压过程从体积V。膨胀到2V。，则描述分子运动的下列各量与原来的量值之比是 平均自由程ekvl= ，平均速率= ，平均动能 = 。 evl0k0019有两瓶气体，一瓶是氦，另一瓶是氢，若它们的压强、体积、温度均相同，则氢气的内能是氦气的倍 20若i是气体刚性分子的运动自由度数，则会1ikT所表示的是： . 221.对一定质量的理想气体进行等混压缩若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96´1024，当压强升高到初始值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应为 。 22.已知大气压强随高度h的变化规律为：P=P0e-1-MmolghRT。设气温t5C，0同时测得海平面的气压和山顶的气压分别为750 mm Hg和590 mm Hg，则山顶的海拔 h (摩尔气体常量R=8.31J×mol×K-1，空气的摩尔质量Mmol=29´10-3kg/mol,P0为h0处的压强) 23在定压下加热一定量的理想气体若使其温度升高1K时，它的体积增加了0005倍，则气体原来的温度是 第九章 习题 1一物质系统从外界吸收一定的热量，则 系统的内能一定增加 系统的内能一定减少 系统的内能一定保持不变系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变 2对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？ 等容降压过程等温膨胀过程绝热膨胀过程等压压缩过程. 31mol理想气体从 P-V图上初态a分别经历如图所示的或过程到达末态b已知Ta<Tb，则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是 Q1Q20，Q2Q10，Q2Q10， Q1Q20，Q2=Q10 4氦、氮、水蒸汽，它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量，则 它们的温度升高相同，压强增加相同 它们的温度升高相同，压强增加不相同 它们的温度升高不相同，压强增加不相同 它们的温度升高不相同，压强增加相同 5理想气体向真空作绝热膨胀 膨胀后，温度不变，压强减小，膨胀后，温度降低，压强减小 膨胀后，温度升高，压强减小膨胀后，温度不变，压强不变 6如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程 是平衡过程，它能用PV图上的一条曲线表示 不是平衡过程，但它能用 PV图上的一条曲线表示 不是平衡过程，它不能用 PV图上的一条曲线表示 是平衡过程，但它不能用PV图上的一条曲线表示 7一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J则经历acbda过程时，吸热为 1200 J，1000J，700 J1000J 8如图表示的两个卡诺循环，第一个沿A B C D A进行，第二个沿 A B CDA进行，这两个循环的效率h1和h2的关系及这两个循环所作的净功A1和A2的关系是 h1h2，A1A2，h1h2，A1A2， h1h2，A1A2，h1h2，A1A2A2 9一定量的理想气体，分别进行如图所示的两个卡诺循环abcda和abcda在pV图上这两个循环曲线所围面积相等，则可以由此得知这两个循环 效率相等 由高温热源处吸收的热量相等 在低温热源处放出的热量相等在每次循环中对外作的净功相等 10两个卡诺热机的循环曲线如图所示，一个工作在温度为Tl与T3的两个热源之间，另一个工作在温度为T2与T3的两个热源之间，已知这两个循环曲线所包围的面积相等由此可知： 两个热机的效率一定相等 两个热机从高温热源所吸收的热量一定相等 两个热机向低温热源所放出的热量一定相等 两个热机吸收的热量与放出的热量的差值一定相等 11关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法： 可逆过程一定是平衡过程 平衡过程一定是可逆过程 不可逆过程一定找不到另一过程使系统和外界同时复原 非平衡过程一定是不可逆过程以上说法，正确的是： 、 、，、 12在下列说法中，哪些是正确的？ 可逆过程一定是平衡过程。 平衡过程一定是可逆过程。 不可逆过程一定是非平衡过程。 非平衡过程一定是不可逆的。 (1)、(4)。 (B) 、。 (C) (1)、。 (1)、。 13气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程 一定都是平自过程 不一定是平衡过程 前者是平衡过程，后者不是平衡过程 后者是平衡过程，前者不是平衡过程 141mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态 B，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A、B两态的压强、体积和温度都知道，则可求出： 气体所作的功 气体内能的变化 气体传给外界的热量气体的质量 15在下列各种说法中，哪些是正确的？ 热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程 热平衡过程一定是可逆过程 热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接 热平衡过程在PV图上可用一连续曲线表示 、 、 、 16 “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作功”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？ 不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律 不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律 不违反热力学第一定律，也不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 17根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的 热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 功可以全部变为热，但热不能全部变为功 气体能够自由膨胀，但不能自动收缩 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变为有规则运动的能量 18一定质量的理想气体，先经过等容过程使其热力学温度升高一倍，再经过等温过程使其体积膨胀为原来的两倍，则分子的平均自由程变为原来的 倍 19同一种理想气体的定压摩尔热容cP大于定客摩尔热容CV，其原因是 。 20在PV图上 系统的某一平衡态用 来表示； 系统的某一平衡过程用 来表示； 系统的某一平自循环过程用 来表示 21在热力学中，“作功”和“传递热量”有着本质的区别，“作功”是通过 来完成的；“传递热量”是通过 来完成的。 22已知lmol的某种理想气体，在等压过程中温度上升1K，内能增加了20.78 J，则气体对外作功为 ，气体吸收热量为 23一定量的理想气体，经等压过程从体积V0膨胀到2V0，则描述分子运动的下列各量与原来的量值之比是 平均自由程evl= ，平均速率= 平均动能 k= 。 ek0v0l024.解释下列名词 状态参量： ，微观量： ，宏观量： 。 25所谓第二类永动机是指 它不可能制成是因为违背了 。 261mol氮气，由状态A(P1,V)，变到状态B(P2,V)，气体内能的增量为 。 27卡诺致冷机，其低温热源温度为T2300 K，高温热源温度为Tl450K，每一循环从低温热源吸热Q2400 J已知该致冷机的致冷系数w=Q2T2=，则每一循环中外界必须作功A 283mol的理想气体开始时处在压强Pl6atm、温度Tl500 K的平衡态经过一个等温过程，压强变为 P23atm该气体在此等温过程中吸收的热量为QJ 29PV图上的一点，代表 ；PV图上任意一条曲线，表示 。 30气体经如图所示的一个循环过程，在这个循环中，外界传给气体的净热量是 。 31在定压下加热一定量的理想气体若使其温度升高1K时，它的体积增加了0005倍，则气体原来的温度是 32给定的理想气体，从标准状态开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的温度T ，压强P 33热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的开尔文表述指出了 的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了 的过程是不可逆的 34如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为Sl和S2，那么： 如果气体的膨胀过程为a-l-b则气体对外做功A 。 如果气体进行a2bla的循环过程，则它对外做功A 。 P 35lmol双原子分子理想气体从状态A沿PV图所示直线变化到状态B，试求 气体的内能增量 气体对外界所作的功 气体吸收的热量 此过程的摩尔热容 P2 B A P1 V1 V2 036汽缸内有2 mol氦气，初始温度为27C，体积为20升，先将氦气定压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至回复初温为止若把氦气视为理想气体试求： 在PV图上大致画出气体的状态变化过程在这过程中氦气吸热多少？ 氦气的内能变化多少？氦气所作的总功是多少？ 37汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比E1/E2？ 38lmol氦气作如图所示的可逆循环过程，其中ab和cd是绝热过程，bc和dc为等容过程，已知V1=16.4升，V2=32.8升，Pa=1atm，Pb=3.18atm，Pc=4atm，Pd=1.26atm。试求： Ta=?，Tb=?，Tc=?Td=?，Ec=? 在一循环过程中氦气所作的净功A？ 539.一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程已知气体在状态A的温度为Ta=300K，求 气体在状态 B、C的温度；各过程中气体对外所作的功； 经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量 40一定量的单原子分子理想气体。从初态A出发。沿图示直线过程变到另一状态B，又经过等容、等压两过程回到状态A 求A-B，BC，CA各过程中系统对外所作的功A，内能的增量DE以及所吸收的热量Q 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量 41比热容比g=1.40的理想气体进行如图所示的循环已知状态A的温度为300 K求； 状态B、C的温度； 每一过程中气体所吸收的净热量 421mol理想气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环3在40OK的等温线上起始体积为V1=0.001m终止体积为V2=0.005m，试求3此气体在每一循环中 从高温热源吸收的热量Q1气体所作的净功A气体传给低温热源的热量Q2 43试证明理想气体卡诺循环的效率为h=1-T2， 44气缸内贮存36g水蒸汽，经abcda循环过程如图所示其中ab、cd为等容过程，bc为等温过程，da为等压过程试求： Ada？DEab？循环过程水蒸汽作的净功A？循环效率h=? 5