天津大学TJU大物题库

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4564B(5’)质量m=6.2×10-14g的微粒悬浮在27℃的液体中,观察到悬浮粒子的方均根速率为1.4cm/s,假设粒子速率服从麦克斯韦速率分布,求阿伏伽德罗常数。(摩尔气体常量R=8.31J/mol·K)

**解:由; NA=6.15×1023/mol . **

4568A

(3分)在定压下加热一定量的理想气体,若使其温度升高1 K时,它的体积增加了0.005倍,则气体原来的温度是 .

**200K**

4570A(5’)(1)分子有有效直径数量级是 ;

(2)在常温下,气体分子的平均速率数量级是 ;

(3)在标准状态下气体分子的碰撞频率的数量级是 .

**10-10m;102~103m/s;108~109s-1**

4575A(5’)许多星球的温度达到108K,在这温度下原子已经不存在了,而氢核(质子)是存在的,若把氢核视为理想气体,求:

(1) 氢核的方均根速率是多少?

(2) 氢核的平均平动动能是多少电子伏特?

(R=8.31J/mol·K,1eV=1.6×10-19J,k=1.38×10-23J/K)

**解:(1)由,氢核Mmol=1×10-3kg/mol .

1.58×106m/s .

(2)12 900eV . **

4575A(3’)p-V图上的一点,代表 ;

p-V图上的任意一条曲线,表示 .

**系统的一个平衡态;系统经历的一个准静态过程**

4585B(5’)一定量理想气体,从同一状态开始把其容积由压缩到,分别经历以下三种过程;(1)等压过程;(2)等温过程;(3)绝热过程。其中: 过程外界对气体作功最多, 过程气体内能减小最多; 过程气体放热最多。

**(3);(1);(1)**

4587B(10’)一定量的理想气体,由状态a经b到达c,(如图abc为一直线)求此过程中(1)气体对外作的功;

(2)气体内能的增量;

(3)气体吸收的热量(1atm=1.013×105Pa).

**解:(1)气体对外作的功等于线段下所围的面积

=405.2J .

(2)由图看出paVa=pcVc 所以Ta=Tc ,内能增量 .

(3)由热学第一定律得405.2J .**

4588B(10’)一定量的理想气体在标准状态下体积为1.0×10-2m3,求下列过程中气体吸收的热量:

(1)等温膨胀到体积为2.0×10-2m3;

(2)先等容冷却,再等压膨胀到(1)中所到达的终态。(已知1atm=1.013×105Pa,并设气体的)

**解:(1)如图示,等温,=7.02×102J .

(2)等容,等压过程中, .

=0.5atm . 5.07×102J .**

4589C(3’)在所给出的四个图象中,哪个图象能够描述一定质量的理想气体,在可逆绝热过程中,密度随压强的变化?

(A) (B) (C) (D)

**[D]

提示:,,,等温,T=常数,常数。

,绝热,T增大,增大 .**

4590C(5’) 摩尔的某种理想气体,状态按的规律变化(式中a为正常数),当气体体积从V1膨胀到V2时,试求气体所作的功A及气体温度的变化T1-T2各为多少?

**解:因为,,,

所以 . **

4591A(5’)一卡诺循环的热机,高温热源温度是400K,每一循环从此热源吸进100J热量并向一低温热源放出80J热量,求:

(1)低温热源温度;

(2)这循环的热机效率。

**解:卡诺循环效率系数

,T2=320K,

即低温热源320K,效率20% .**

4598B(10’)如图所示,有一定量理想气体,从初状态a (p1, V1) 开始,经过一个等容过程达到压强p1/4的b态,再经过一个等压过程达到状态c,最后经等温过程而完成一个循环,求该循环过程中系统对外作的功A和所吸的热量Q .

**,Q=+A .**

4651A(10’)温度为25℃、压强为1atm的1mol刚性双原子理想气体,经等温过程体积膨胀至原来的3倍。

(1)计算这个过程中气体对外所作的功。

(2)假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍,那么气体对外作的功又是多少?

(摩尔气体常数R=8.31J·mol-1·K-1,ln3=1.098 6)

**解:(1)等温过程气体对外作功为

.

(2)绝热过程气体对外作功为

. **

4653A

(3分)根据能量按自由度均分原理,设气体分子为刚性分子,分子自由度为i,则当温度为T时,(1)一个分子的平均动能为 ;(2)一摩尔氧气分子的转动动能总和为 .

**ikT/2,RT**

4655(10’)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.

(1)求A→B,B→C,C→A各过程中系统对外所作的功A,内能的增量以及所吸收的热量Q .

(2)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(各过程吸热的代数和)。

**解:一定量单原子气体摩尔数令其为,由A(105Pa,10-3m3),B(3×105Pa,2×10-3m3),C(105Pa,2×10-3m3),,,,

即, .

A→B作功:200J .

内能增加:J .

吸热:950J .

B→C作功: .

内能增加:J .

吸热:-600J .

C→A作功:-100J .

内能增加:-150J .

吸热:-250J .

总吸热100J,总作功100J .**

4656B(5’)用绝热材料制成的一个容器,体积为2V0,被绝热板隔成A、B两部分,A内储有1mol单原子理想气体,B内储有2mol双原子理想气体,A、B两部分压强相等均为p0,两部分体积均为V0,则

(1)两种气体各自的内能分别为EA= ;EB= .

(2)抽去绝热板,两种气体混合后处于平衡时的温度为T= .

**;;**

4657A(5’)容器内有2.66kg氧气,已知其气体分子的平动动能总和为4.14×105J,求:

(1)气体分子平均平动动能;

(2)气体温度。

(氧气Mmol=32×10-3kg/mol,N0=6.022×1023/mol,k=1.38×10-23J/K)

**,8.27×10-21J;400K .**

4658A(5’)容器V=1m3的容器内混有N1=1.0×1025个氢气分子和N2=4.0×1025个氧气分子,混合气体的温度为400K,求:

(1)气体分子的平动动能总和;

(2)混合气体的压强(玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J/K).

**(1)8.28×10-21J,4.14×105J;

(2)2.76×105Pa .**

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