大学物理 热学 复习题.docx

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1、大学物理 热学 复习题大学物理热学试卷 一、选择题： 1、三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，而方均根速率之比为(v):(v):(v)2A1/22B1/22C1/2124，则其压强之比pApBpC为： (A) 124 (B) 148 (C) 1416 (D) 421 2、温度为T时，在方均根速率(v)21250m/s的速率区间内，氢、氨两种气体分子数占总分3/2子数的百分率相比较：则有 (A) (DN/N)H2(DN/N)N2 (B) (DN/N)H2=(DN/N)N2 (C) (DN/N)H2(DN/N)N2 温度较高时(DN/N)H2 S2 (B) S1 = S2 (

2、C) S1 S2 (D) 无法确定 S21 VO 8、一定量理想气体经历的循环过程用VT曲线表示如图在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是 (A) AB (B) BC V (C) CA (D) BC和BC C B A O T 9、“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的10、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？ (A) 不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律 (B) 不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律 (C) 不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律 (D) 违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律 如图，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态

3、B (pA = pB )，则无论经过的是什么过程，系统必然 (A) 对外作正功 (B) 内能增加 (C) 从外界吸热 (D) 向外界放热 二、填空题 11、某容器内分子数密度为10 26 m-3，每个分子的质量为 310-27 kg，设其中 1/6分子数以速率v 200 m / s 垂直地向容器的一壁运动，而其余 5/6分子或者离开此壁、或者平行此壁方向运动，且分子与容器壁的碰撞为完全弹性的则 (1) 每个分子作用于器壁的冲量P_； (2) 每秒碰在器壁单位面积上的分子数n0_； (3) 作用在器壁上的压强p_ 12、一气体分子的质量可以根据该气体的定体比热来计算氩气的定体比 热cV =0.3

4、14 k Jkg-1K-1，则氩原子的质量m=_(波尔兹曼常量k=1.3810-23 J / K) 13、在无外力场作用的条件下，处于平衡态的气体分子按速度分布的规律，可用 _分布律来描述 如果气体处于外力场中，气体分子在空间的分布规律，可用_分布律来描述 14、一定质量的理想气体，先经过等体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 15、水的定压比热为 4.2J/gK有1 kg的水放在有电热丝的开口桶内，如图所示已知在通电使水从30 升高到80 的过程中，电流作功为 4.2105 J，那么过程中系统从外界 吸收的热量Q =_ I1

5、6、常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热为Q，对外作功为W，内能增加为DE，则 W/Q=_ DE/Q= _ 17、刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为W，则传递给气体的热 量为_ 18、有n摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，b-a为等压线，pc=2pa令气体进行a-b的等压过程时吸热Qab，则在此循环过程中气体净吸热量 Q_Qab (填入：，或) p pc paOcaVabVbV19、由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边真空如果 把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，达到平衡后气体的温度

6、_(升 高、降低或不变)，气体的熵_(增加、减小或不变) 三、计算题 20水蒸气分解为同温度T的氢气和氧气 1H2O H2O2 21时，1摩尔的水蒸气可分解成1摩尔氢气和摩尔氧气当不计振动自由度时，求此过程中2内能的增量 21当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比E(H2) E(He)M(H2)和内能比()MHe22一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2及使用前后分子热运动平均速率之比v1/v2 23有1 mol刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0 atm，温度为27，若

7、经过一绝热过程，使其压强增加到16 atm试求： (1) 气体内能的增量； (2) 在该过程中气体所作的功； (3) 终态时，气体的分子数密度 ( 1 atm= 1.013105 Pa， 玻尔兹曼常量k=1.3810-23 JK-1,普适气体常量R=8.31 Jmol-1K-1 ) 氦气的温度改变多少？ 24气缸内贮有36 g水蒸汽(视为刚性分子理想气体)， p (atm) 经abcda循环过程如图所示其中ab、cd为等体过程，bc为等温过程，da为等压过程试求： 6 b (1) da 过程中水蒸气作的功Wda c (2) ab 过程中水蒸气内能的增量DEab d 2 a (3) 循环过程水蒸

8、汽作的净功W (4) 循环效率h O 25 (注：循环效率hW/Q1，W为循环过程水蒸汽对外作的净功，Q1为循环过程水蒸汽吸收的热量，1 atm= 1.013105 Pa 50 V (L) 大学物理热学答卷 一、 选择题：CCBABCBACB 二、 填空题 11、1.210-24 kg m / s 1 1028 m-2-1 3 4103 Pa 12、 6.5910 -26 kg 13、麦克斯韦 玻尔兹曼 14、 2 15、 2.1105 J 参考解： 如果加热使水经历同样的等压升温过程，应有 Q=E+W= mc (T2T1) 可知 E = mc (T2T1) W 现在通电使水经历等压升温过程，

9、则应有 Q=E+WW电 Q= mc (T2T1) W电 =2.1105 J 2i16 i+2i+2717W 218 19不变 增加 三、计算题 20解：当不计振动自由度时，H2O分子,H2分子,O2分子的自由度分别为6,5,5 1 mol H2O内能 E1=3RT 1 mol H2或O2的内能 E2=52RT 故内能增量 DE(1+152)RT - 3RT =(3 / 4)RT 21解： 由 pV=()2MH2M(HRT和pV=M(He)RT 2)molM(He) mol得 M(H2)M(H2) mol21M(He)=M(He)= mol42由 E(HM2)= (H2)5M(HRT 和E(He

10、)=M(He)3RT2)mol2M(He) mol2得 E(H2)5M(H(2)/M(H2E(H=)molHe)/M(He) e)3Mmol M (H2)M(H= M(He) (p、V、T均相同)， 2)molM(He)mol E(H2)E(He)=53 22解： p11V=nRT1 p2V=2nRT2 T2=2 T1p2 / p1 v1TP1v=12T=P 22223解：(1) 刚性多原子分子 i = 6，g=i+2i=4/3 分 1分 2分 2分 2分 2分 4分 2分 2分 3分 1 T2=T1(p2/p1)=600 K 2分 1 DE=(M/Mmol)iR(T2-T1)=7.48103

11、 J 2分 2 (2) 绝热 W =E =7.48103 J (外界对气体作功) 2分 (3) p2 = n kT2 n = p2 /(kT2 )=1.961026 个/m3 3分 g-1g24解：水蒸汽的质量M3610-3 kg 水蒸汽的摩尔质量Mmol1810-3 kg，i = 6 (1) Wda= pa(VaVd)=5.065103 (2) Eab=(M/Mmol )(i/2)R(TbTa) =(i/2)Va(pb pa) =3.039104 J (3) TpbVab=(M/M=914 K mol)R Wbc= (M /Mmol )RTbln(Vc /Vb) =1.05104 J 净功 W=Wbc+Wda=5.47103 J (4) Q1=Qab+Qbc=Eab+Wbc =4.09104 J =W/ Q1=13 J 2分 2分 3分 3分