大學物理-熱學-復習題

大學物理熱學試卷一、選擇題：1、三個容器A、B、C中裝有同種理想氣體，其分子數(shù)密度n相同，而方均根速率之比為124，則其壓強之比為： (A) 124 (B) 148 (C) 1416 (D) 421 2、溫度為T時，在方均根速率的速率區(qū)間內(nèi)，氫、氨兩種氣體分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率相比較：則有（附：麥克斯韋速率分布定律：，符號exp(a)，即ea .）(A) (B) (C) (D) 溫度較低時溫度較高時 3氣體在狀態(tài)變化過程中，可以保持體積不變或保持壓強不變，這兩種過程 (A) 一定都是平衡過程 (B) 不一定是平衡過程 (C) 前者是平衡過程，后者不是平衡過程 (D) 后者是平衡過程，前者不是平衡過程 4在下列說法 (1) 可逆過程一定是平衡過程 (2) 平衡過程一定是可逆的 (3) 不可逆過程一定是非平衡過程 (4) 非平衡過程一定是不可逆的 中，哪些是正確的？(A) (1)、(4) (B) (2)、(3) (C) (1)、(2)、(3)、(4) (D) (1)、(3) 5一定量的理想氣體，從pV圖上初態(tài)a經(jīng)歷(1)或(2)過程到達末態(tài)b，已知a、b兩態(tài)處于同一條絕熱線上(圖中虛線是絕熱線)，則氣體在 (A) (1)過程中吸熱，(2) 過程中放熱 (B) (1)過程中放熱，(2) 過程中吸熱 (C) 兩種過程中都吸熱 (D) 兩種過程中都放熱 6有兩個相同的容器，容積固定不變，一個盛有氨氣，另一個盛有氫氣（看成剛性分子的理想氣體），它們的壓強和溫度都相等，現(xiàn)將5J的熱量傳給氫氣，使氫氣溫度升高，如果使氨氣也升高同樣的溫度，則應(yīng)向氨氣傳遞熱量是：(A) 6 J. (B) 5 J.(C) 3 J. (D) 2 J. 7理想氣體卡諾循環(huán)過程的兩條絕熱線下的面積大小(圖中陰影部分)分別為S1和S2，則二者的大小關(guān)系是： (A) S1 S2 (B) S1 = S2 (C) S1 S2 (D) 無法確定 8、一定量理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過程用VT曲線表示如圖在此循環(huán)過程中，氣體從外界吸熱的過程是 (A) AB (B) BC (C) CA (D) BC和BC 9、“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時，吸收的10、熱量全部用來對外作功”對此說法，有如下幾種評論，哪種是正確的？ (A) 不違反熱力學第一定律，但違反熱力學第二定律 (B) 不違反熱力學第二定律，但違反熱力學第一定律 (C) 不違反熱力學第一定律，也不違反熱力學第二定律 (D) 違反熱力學第一定律，也違反熱力學第二定律 如圖，一定量的理想氣體，由平衡狀態(tài)A變到平衡狀態(tài)B (pA = pB )，則無論經(jīng)過的是什么過程，系統(tǒng)必然 (A) 對外作正功 (B) 內(nèi)能增加 (C) 從外界吸熱 (D) 向外界放熱 二、填空題11、某容器內(nèi)分子數(shù)密度為10 26 m-3，每個分子的質(zhì)量為 310-27 kg，設(shè)其中 1/6分子數(shù)以速率v 200 m / s 垂直地向容器的一壁運動，而其余 5/6分子或者離開此壁、或者平行此壁方向運動，且分子與容器壁的碰撞為完全彈性的則 (1) 每個分子作用于器壁的沖量P_； (2) 每秒碰在器壁單位面積上的分子數(shù)_； (3) 作用在器壁上的壓強p_ 12、一氣體分子的質(zhì)量可以根據(jù)該氣體的定體比熱來計算氬氣的定體比 熱cV =0.314 k Jkg-1K-1，則氬原子的質(zhì)量m=_(波爾茲曼常量k=1.3810-23 J / K)13、在無外力場作用的條件下，處于平衡態(tài)的氣體分子按速度分布的規(guī)律，可用_分布律來描述 如果氣體處于外力場中，氣體分子在空間的分布規(guī)律，可用_分布律來描述 14、一定質(zhì)量的理想氣體，先經(jīng)過等體過程使其熱力學溫度升高一倍，再經(jīng)過等溫過程使其體積膨脹為原來的兩倍，則分子的平均自由程變?yōu)樵瓉淼腳倍 15、水的定壓比熱為 有1 kg的水放在有電熱絲的開口桶內(nèi)，如圖所示已知在通電使水從30 升高到80 的過程中，電流作功為 4.2105 J，那么過程中系統(tǒng)從外界吸收的熱量Q =_16、常溫常壓下，一定量的某種理想氣體(其分子可視為剛性分子，自由度為i)，在等壓過程中吸熱為Q，對外作功為W，內(nèi)能增加為，則 W/Q=_ _ 17、剛性雙原子分子的理想氣體在等壓下膨脹所作的功為W，則傳遞給氣體的熱量為_ 18、有摩爾理想氣體，作如圖所示的循環(huán)過程acba，其中acb為半圓弧，b-a為等壓線，pc=2pa令氣體進行a-b的等壓過程時吸熱Qab，則在此循環(huán)過程中氣體凈吸熱量Q_Qab (填入：，或) 19、由絕熱材料包圍的容器被隔板隔為兩半，左邊是理想氣體，右邊真空如果把隔板撤去，氣體將進行自由膨脹過程，達到平衡后氣體的溫度_(升高、降低或不變)，氣體的熵_(增加、減小或不變)三、計算題20水蒸氣分解為同溫度T的氫氣和氧氣H2O H2O2時，1摩爾的水蒸氣可分解成1摩爾氫氣和摩爾氧氣當不計振動自由度時，求此過程中內(nèi)能的增量 21當氫氣和氦氣的壓強、體積和溫度都相等時，求它們的質(zhì)量比和內(nèi)能比（將氫氣視為剛性雙原子分子氣體）22一氧氣瓶的容積為V，充了氣未使用時壓強為p1，溫度為T1；使用后瓶內(nèi)氧氣的質(zhì)量減少為原來的一半，其壓強降為p2，試求此時瓶內(nèi)氧氣的溫度T2及使用前后分子熱運動平均速率之比 23有1 mol剛性多原子分子的理想氣體，原來的壓強為1.0 atm，溫度為27，若經(jīng)過一絕熱過程，使其壓強增加到16 atm試求： (1) 氣體內(nèi)能的增量； (2) 在該過程中氣體所作的功； (3) 終態(tài)時，氣體的分子數(shù)密度 ( 1 atm= 1.013105 Pa， 玻爾茲曼常量k=1.3810-23 JK-1,普適氣體常量R=8.31 Jmol-1K-1 ) 氦氣的溫度改變多少？ 24氣缸內(nèi)貯有36 g水蒸汽(視為剛性分子理想氣體)，經(jīng)abcda循環(huán)過程如圖所示其中ab、cd為等體過程，bc為等溫過程，da為等壓過程試求： (1) da 過程中水蒸氣作的功Wda (2) ab 過程中水蒸氣內(nèi)能的增量DEab (3) 循環(huán)過程水蒸汽作的凈功W (4) 循環(huán)效率h (注：循環(huán)效率hW/Q1，W為循環(huán)過程水蒸汽對外作的凈功，Q1為循環(huán)過程水蒸汽吸收的熱量，1 atm= 1.013105 Pa 大學物理熱學答卷 一、 選擇題：CCBABCBACB二、 填空題 11、1.210-24 kg m / s 1028 m-2-1 4103 Pa 12、 6.5910 -26 kg 13、麥克斯韋 玻爾茲曼 14、 2 15、 2.1105 J 參考解： 如果加熱使水經(jīng)歷同樣的等壓升溫過程，應(yīng)有 Q=E+W= mc (T2T1) 可知 E = mc (T2T1) W 現(xiàn)在通電使水經(jīng)歷等壓升溫過程，則應(yīng)有 Q=E+WW電 Q= mc (T2T1) W電 =2.1105 J 16 17 18 19不變 增加 三、計算題20解：當不計振動自由度時，H2O分子,H2分子,O2分子的自由度分別為6,5,5 1分 1 mol H2O內(nèi)能 E1=3RT 1 mol H2或O2的內(nèi)能 2分故內(nèi)能增量 RT - 3RT =(3 / 4)RT 2分21解： 由 pV=RT和pV=RT 2分得 = 2分由 E(H2)= RT 和 4分得 = = (p、V、T均相同)， = 2分22解： p1V=nRT1 p2V=nRT2 T2=2 T1p2 / p1 2分 3分23解：(1) 剛性多原子分子 i = 6， 1分 K 2分 J 2分 (2) 絕熱 W =E =7.48103 J (外界對氣體作功) 2分 (3) p2 = n kT2 n = p2 /(kT2 )=1.961026 個/m3 3分24解：水蒸汽的質(zhì)量M3610-3 kg 水蒸汽的摩爾質(zhì)量Mmol1810-3 kg，i = 6 (1) Wda= pa(VaVd)=5.065103 J 2分 (2) Eab=