大学物理热学习题附答案

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(D) ?1??2,W1?W2

25.根据热力学第二定律可知:

(A) 功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功

(B) 热可以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 (C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程

(D) 一切自发过程都是不可逆的 26.根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的

(A) 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 (B) 功可以全部变为热,但热不能全部变为功 (C) 气体能够自由膨胀,但不能自动收缩

(D) 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

27.一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体。若把隔板抽出,气体将进行自由膨胀,达到平衡后

(A) 温度不变,熵增加 (B) 温度升高,熵增加

(C) 温度降低,熵增加 (D) 温度不变,熵不变

28.“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?

(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 29.某理想气体状态变化时,内能随体积的变化关系如图中AB直线所示。A→B表示的过程是

(A) 等压过程 (B) 等体过程

(C) 等温过程 (D) 绝热过程 30.若理想气体的体积为V,压强为p,温度为T,兹曼常量,R为普适气体常量,则该理想气体的(A) pV / m (B) pV / (kT)

(C) pV / (RT) (D) pV / (mT)

31.气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体),当温度不变而压强增大一倍时,氢气分子的平均碰撞频率Z和平均自由程?的变化情况是:

(A) Z和?都增大一倍 (B) Z和?都减为原来的一半

一个分子的质量为m,k为玻尔分子数为:

(C) Z增大一倍而?减为原来的一半 (D) Z减为原来的一半而?增大一倍

32.在一封闭容器中盛有1 mol氦气(视作理想气体),这时分子无规则运动的平均自由程仅决定于: (A) 压强p (B) 体积V (C) 温度T (D) 平均碰撞频率Z

33.容积恒定的容器内盛有一定量某种理想气体,其分子热运动的平均自由程为?0,平均碰撞频率为Z0,若气体的热力学温度降低为原来的1/4倍,则此时分子平均自由程?和平均碰撞频率Z分别为:

1(A) ?=?0,Z=Z0 (B) ?=?0,Z=2Z0

1(C) ?=2?0,Z=2Z0 (D) ?=2?0,Z=2Z0

二、填空题

1.若某种理想气体分子的方均根速率v=___________。

2.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T,气体分子的质量为m。根据理想气体分子模型和统计

2vv假设,分子速度在x方向的分量的下列平均值x=______,x=_____。

??21/2?450m / s,气体压强为p=7×104 Pa,则该气体的密度为?3.1 mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中,温度为27℃,这瓶氧气的内能为_______J;分子的平均平动动能为__ _____J;分子的平均总动能为________J。 (摩尔气体常量 R= 8.31 J·mol-1·K-1 玻尔兹曼常量 k= 1.38×10-23J·K-1)

4.有一瓶质量为M的氢气(视作刚性双原子分子的理想气体),温度为T,则氢分子的平均平动动能为______,氢分子的平均动能为_______,该瓶氢气的内能为____________。

?1?1C?0.314kJ?kg?K5.一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v,则

氩原子的质量m=__________。

6.储有某种刚性双原子分子理想气体的容器以速度v=100 m/s运动,假设该容器突然停止,气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能,此时容器中气体的温度上升 6.74K,由此可知容器中气体的摩尔质量Mmol=______。

7.容积为10 L(升)的盒子以速率v=200 m / s匀速运动,容器中充有质量为50 g,温度为18℃的氢气,设盒子突然停止,气体的全部定向运动的动能都变为气体分子热运动的动能,容器与外界没有热量交换,则达到热平衡后;氢气的温度将增加___K;氢气的压强将增加___Pa。

8.已知一容器内的理想气体在温度为273 K、压强为 1.0×10-2 atm时,其密度为1.24×10-2 kg/m3,则该气体的摩尔质量Mmol=_____;容器单位体积内分子的总平动动能=______。

9.一定量H2气(视为刚性分子的理想气体),若温度每升高1 K,其内能增加41.6J,则该H2气的质量为________________。(普适气体常量R=8.31 J·mol1?·K1?)

10.有两瓶气体,一瓶是氦气,另一瓶是氢气(均视为刚性分子理想气体),若它们的压强、体积、温度均相同,则氢气的内能是氦气的________倍。

11.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1 mol单原子分子理想气体,B内储有2 mol刚性双原子分子理想气体,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=______。

12.三个容器内分别贮有1 mol氦(He)、 1 mol氢(H2)和1 mol氨(NH3)(均视为刚性分子的理想气体)。若它们的温度都升高1 K,则三种气体的内能的增加值分别为: 氦:△E=_________;氢:△E=________;氨:△E=_________。

13.处于重力场中的某种气体,在高度z处单位体积内的分子数即分子数密度为n。若f (v)是分子的速率分布函数,则坐标介于x~x+dx、y~y+dy、z~z+dz区间内,速率介于v ~ v + dv区间内的分子数d N=______________。

?Mgh?n?n0exp??mol?RT?,式中n0为h=0处的分子数?14.已知大气中分子数密度n随高度h的变化规律:

密度。若大气中空气的摩尔质量为Mmol,温度为T,且处处相同,并设重力场是均匀的,则空气分子数密度减少到地面的一半时的高度为________。(符号exp(a),即ea )

15.现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2),如图所示。若两条曲线分别表示同一种气体处于不同的温度下的速率分布,则曲线_____表示气体的温度较高。若两表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布,则曲线_____表的速率分布。

16.已知f(v)为麦克斯韦速率分布函数,N为总分子数,则:100 m·s-1的分子数占总分子数的百分比的表达式为____;100 m·s-1的分子数的表达式为___。

17.图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的分子速率的分布情况。由图可知,氦气分子的最概然速率为___________,氢气分子的最概然速率为_______________。

(1) 速率v > (2) 速率v > 条曲线分别示的是氧气

?2?218.某气体在温度为T=273 K时,压强为p?1.0?10atm,密度??1.24?10kg/m3,则该气体分子的

方均根速率为_______。(1 atm = 1.013×105 Pa)

19.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|,又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|W2|,则整个过程中气体

(1) 从外界吸收的热量Q = _______;(2) 内能增加了?E= _______。

20.如图所示,一定量的理想气体经历a→b→c过程,在此过程中气体从外界吸收热量Q,系统内能变化?E,请在以下空格内填上>0或<0或= 0:Q______,?E______。

CM三种准静态过程中:

(1) 温度降低的是________过程;(2) 气体放热的是__________过程。

21.右图为一理想气体几种状态变化过程的p-V图,其中MT为等温线,MQ为绝热线,在AM、BM、

22.一定量理想气体,从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1,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:__________过程气体对外作功最多;____________过程气体内能增加最多;__________过程气体吸收的热量最多。

23.已知一定量的理想气体经历p-T图上所示的循环过程,图中各过程的吸热、放热情况为: (1) 过程1-2中,气体__________; (2) 过程2-3中,气体__________; (3) 过程3-1中,气体__________。

24.一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为原子分子气体,则该过程中需吸热_________ J;若为双热__________J。

25.有1mol刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外作功W,则其温度变化?T?___;从外界吸取的热量Qp=_____。

26.一定量理想气体,从A状态 (2p1,V1)经历如图所示态(2p1,V2),则AB过程中系统作功W=______;内能改

27.压强、体积和温度都相同的氢气和氦气(均视为刚性们的质量之比为m1∶m2=_____,它们的内能之比为E1∶

分子的理想气体),它E2=_____,如果它们分的直线过程变到B状变?E=________。 200 J。若此种气体为单原子分子气体,则需吸

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