南華大學(xué)熱學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、一、煤油燃燒后所產(chǎn)生的混合氣體按質(zhì)量計(jì)，各成分的百分比為：的氮，的二氧化碳和的水。（1）求該混合氣體的平均摩爾質(zhì)量；（2）雙原子分子的自由度取5，三原子分子的自由度取6，混合氣體視為理想氣體，求該混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的內(nèi)能。二、設(shè)溫度為、分子質(zhì)量為、總分子數(shù)為的某理想氣體服從麥克斯韋分布律。求：（1）分子速率處在到區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)；（2）該區(qū)間內(nèi)分子的平均速率。五、選溫度及體積作為系統(tǒng)的狀態(tài)參量。已知，求理想氣體經(jīng)可逆過程從狀態(tài)到達(dá)狀態(tài)時(shí)熵的增量。設(shè)理想氣體的定體摩爾熱容量為常量。地球大氣溫度的垂直分布用準(zhǔn)靜態(tài)絕熱模型來處理更符合實(shí)際。試證明溫度梯度為式中的、分別是所考慮高度地點(diǎn)的壓強(qiáng)、質(zhì)量密度

2、及溫度，是大氣的比熱容比。八、假定氣體中分子之間的作用力是一種有心力，它與分子間距之間的關(guān)系為其中為某一整數(shù)，為常量。（1）試用量綱分析法找出分子碰撞截面面積與分子之間平均相對速率、摩爾質(zhì)量以及常量之間的關(guān)系；（2）這種氣體的粘滯系數(shù) ()與溫度之間的關(guān)系是怎樣的？十、理想氣體從狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)等溫膨脹到達(dá)狀態(tài)，從狀態(tài)經(jīng)等容降溫到達(dá)狀態(tài)，最后從狀態(tài)經(jīng)絕熱壓縮回到狀態(tài)。設(shè)過程均為準(zhǔn)靜態(tài)過程，且、已知。求循環(huán)效率。十、選溫度及壓強(qiáng)作為系統(tǒng)的狀態(tài)參量。已知，求理想氣體經(jīng)可逆過程從狀態(tài)到達(dá)狀態(tài)時(shí)熵的增量。設(shè)理想氣體的定壓摩爾熱容量為常量。 八、假定氣體中分子之間的作用力是一種有心力，它與分子間距之間的關(guān)系

3、為其中為某一整數(shù)，為常量。（1）試用量綱分析法找出分子平均自由程與分子之間平均相對速率、摩爾質(zhì)量以及常量之間的關(guān)系；（2）這種氣體的擴(kuò)散系數(shù)()與溫度之間的關(guān)系是怎樣的？六、地球大氣溫度的垂直分布用準(zhǔn)靜態(tài)絕熱模型來處理更符合實(shí)際。試證明大氣高度與當(dāng)?shù)販囟戎g的關(guān)系為這里的是地面的溫度，是定壓比熱容，是重力加速度五、某氣體服從狀態(tài)方程，內(nèi)能為，和是常量。試證明：在準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程中，氣體滿足方程常量，其中。一、空氣中幾種主要成分的分壓百分比是的氮，的氧，約的氬。（1）試計(jì)算空氣的在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的質(zhì)量密度；（2）單原子分子的自由度取3，雙原子分子的自由度取5，將空氣視為理想氣體，求空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的內(nèi)

4、能。 1、都是的氫氣和氦氣（均視為理想氣體），它們的分子平均平動(dòng)動(dòng)能相等，但分子數(shù)密度不相同，則A）溫度相同，壓強(qiáng)也相同 (B) 溫度和壓強(qiáng)都不相同(C) 內(nèi)能相同，壓強(qiáng)不相同 （D）內(nèi)能和壓強(qiáng)都不相同 2、如果在一容積固定的容器內(nèi)，理想氣體分子的平均速率提高為原來的2倍，則溫度和壓強(qiáng)分別提高為原來的（A）2倍，2倍 （B）4倍，2倍 （C）2倍，4倍 （D）4倍，4倍 3、在一容積固定的容器內(nèi)，儲(chǔ)有一定量的理想氣體，當(dāng)氣體溫度升高為原來的4倍時(shí)，氣體分子的平均速率和平均自由程分別變?yōu)樵瓉淼模ˋ）1倍，1倍 （B）2倍，1倍 （C）1倍，2倍 （D）2倍，2倍 4、分子自由度的理想氣體在等壓膨

5、脹的情況下，系統(tǒng)對外所做的功與系統(tǒng)從外界吸收的熱量之比等于（A） （B） （C） （D） 5、關(guān)于熱功轉(zhuǎn)換和熱量傳遞過程，有下面一些敘述（a）一切熱機(jī)的效率都只能小于1（b）熱量不能從低溫物體向高溫物體傳遞（c）功可以全部變?yōu)闊崃浚鵁崃坎荒苋孔優(yōu)楣Γ╠）熱量從高溫物體向低溫物體傳遞過程是不可逆過程關(guān)于以上敘述（A）只有（c）（d）正確 （B）只有(a)（c）（d）正確 （C）只有（a）（d）正確 （D）全部正確 二、填空題（每小題3分，共15分）1、人體正常體溫為 36.5 ，這在華氏溫標(biāo)中相當(dāng)于 。2、水結(jié)成冰時(shí)，熱力學(xué)第一定律 中的 0， 0， = 0（填>、=或<）。3、

6、某理想氣體按常量的規(guī)律經(jīng)歷一準(zhǔn)靜態(tài)過程，已知，則該過程的摩爾熱容 4.5R 。4、大體說來，分子平均動(dòng)能大過勢能時(shí)，物質(zhì)處于 態(tài)；分子勢能大過平均動(dòng)能時(shí)，物質(zhì)處于 態(tài)；分子平均動(dòng)能與勢能相當(dāng)時(shí)，物質(zhì)處于 態(tài)。5、由 梯度引起的粘性現(xiàn)象與動(dòng)量的傳遞相聯(lián)系；由 梯度引起的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象與能量的傳遞相聯(lián)系；由 梯度引起的擴(kuò)散現(xiàn)象與質(zhì)量的傳遞相聯(lián)系。 1、三個(gè)容器中裝有同種理想氣體，其分子數(shù)密度之比為，方均根速率之比為，則其壓強(qiáng)之比為（A）1：2：4 (B) 4：2：1 (C) 4：1：1 （D）4：1：2 2、一定量的某種理想氣體分子速率遵循麥克斯韋速率分布。設(shè)溫度為和時(shí)的最概然速率分別為和，分子速率分

7、布函數(shù)的最大值分別為和，若>,則（A）>，> （B）>，< （C）<，> （D）<，< 3、在一容積固定的容器內(nèi)，儲(chǔ)有一定量的理想氣體，當(dāng)氣體溫度升高為原來的4倍時(shí)，氣體分子的平均速率和平均碰撞頻率分別變?yōu)樵瓉淼模ˋ）2倍，4倍 （B）2倍，2倍 （C）4倍，2倍 （D）4倍，4倍 4、分子自由度的理想氣體在等壓膨脹的情況下，系統(tǒng)對外所做的功與系統(tǒng)從外界吸收的熱量之比等于（A） （B） （C） （D） 1、水的沸點(diǎn)為100 ，這在華氏溫標(biāo)中相當(dāng)于 。2、冰化成水時(shí)，熱力學(xué)第一定律 中的 0， 0， 0（填>、=、<或不能確定）。

8、3、某理想氣體按常量的規(guī)律經(jīng)歷一準(zhǔn)靜態(tài)過程，已知，則該過程的摩爾熱容 。4、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述是 ；熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。5、真實(shí)氣體的范德瓦耳斯?fàn)顟B(tài)方程為 ，其中 為 氣體所有分子所占有的體積，而 稱為氣體的內(nèi)壓強(qiáng)。1、能量均分定理為_。（2分）2、熱力學(xué)第二定律的開爾文表述_，熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述為_。（4分）3、設(shè)一理想氣體，用符號(hào)+、- 、0 分別表示P，V，T的增加、減少和不變。A為+表示外界對系統(tǒng)作正功，Q為+表示系統(tǒng)吸收熱量，u為+表示系統(tǒng)內(nèi)能增加，試填下表：（共8分，錯(cuò)2格扣1分）改變量過程 TVPAUQ等壓等溫等容絕熱4、玻爾茲曼分子按能量分布律為

9、_。（2分）5、 克拉伯龍方程是_。（2分）6、氮分子的有效值徑為3.8×10-10m，則其在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均自由程為_和碰撞頻率為_。（4分）8、熱力學(xué)第一定律表述為_其數(shù)學(xué)表達(dá)式為_。（3分）2、測得某種理想氣體的比熱容為1.4，其定容摩爾熱容量Cv為_，定壓摩爾熱容量CP為_。（2分）3、如圖所示，判斷過程中各物理量的正、負(fù)符號(hào)，并填入下表，規(guī)定系統(tǒng)對外作功A取正，系統(tǒng)吸熱Q取正號(hào)，內(nèi)能增加U為正號(hào)，其ab為絕熱過程。（4分）過程ATQUabbcca循環(huán)abca5、氮分子的有效直徑為3.8×10-10m,則其在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均自由程為_和碰撞頻率為_。（2分）8、克拉

10、伯龍方程為_，它可以反映相變過程的臨界曲線的斜率。（2分）9、一容器內(nèi)貯有氧氣，其壓強(qiáng)P=1.0atm，溫度t =27，則其單位體積內(nèi)的分子數(shù)為 _；氧分子的質(zhì)量_；最可幾率為_；方均根速率為_。（4分）11、麥克斯韋速率分布律為_。（2分）12、熱力學(xué)第一定律表述為_ _。（2分）1、熱學(xué)是物理學(xué)的一個(gè)重要部分，是研究_的理論。（2分）2、一支刻度均勻的溫度計(jì)，在水的冰點(diǎn)示數(shù)為5°，沸點(diǎn)時(shí)示數(shù)為95°，用它測量40的物體，所得示數(shù)是_。（2分）3、物體的溫度恒定，用華氏溫度計(jì)測得為167.00°F，用攝氏溫度測得的數(shù)值應(yīng)當(dāng)為_，折算成理想氣體溫度計(jì)的溫度為_K。

11、（2分）4、能量均分定理為_。（2分）5、由分子運(yùn)動(dòng)論得到理想氣體壓強(qiáng)公式：_，氣體壓強(qiáng)的微觀本質(zhì)是_。（2分）7、若取氧氣分子的有效直徑d=3.5×10-10米，則氧氣分子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均自由程為_和碰撞頻率為_。（2分）12、熱力學(xué)第二定律的開爾文表述是_ _?？颂K修斯表述是_ _。（2分）1、 容積為4升的容器中盛有1.03×1023個(gè)的氫分子，如果氣體的壓強(qiáng)為1atm，則氫分子的方均根速率為_；氫氣的溫度為_。（2分）2、 計(jì)算空氣分子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均自由程為_和碰撞頻率為_。（已知分子的有效直徑d=3.5×10-10m，空氣的平均分子量為29）。（4

12、分）8、如圖所示，判斷過程中各物理量的正、負(fù)符號(hào)，并填入下表，規(guī)定系統(tǒng)對外作功A取正，系統(tǒng)吸熱Q取正號(hào)，內(nèi)能增加U取正號(hào)。（4分）過程ATQUabbcca循環(huán)abca10、系統(tǒng)發(fā)生熱傳遞的必要條件是_，國際單位制中，基本的熱學(xué)物理量是_，它的單位名稱是_，國際代號(hào)為_。（2分）2、計(jì)算氧氣分子在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均自由程為_和碰撞頻率為_。（已知分子的有效直徑d=3.5×1010m，氧氣的分子量為32）。（4分）4、熱力學(xué)第二定律的開爾文表述為_；克勞修斯表述為_。（4分）5、溫度為27.0時(shí)，氮?dú)夥肿拥淖羁蓭姿俾?_，平均速率=_，方均根速率=_。（3分）8、克拉伯龍方程的表達(dá)式為_。

13、（2分）9、平衡態(tài)是指_。（2分）11、學(xué)習(xí)熱學(xué)課程，是態(tài)函數(shù)的物理量有_。（可舉2個(gè)以上）（2分）2、在右面的TV圖上畫出（1）等容過 程；（2）等壓過程；（3）等溫過程；（4）絕熱過程的過程曲線。（4分）3、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的22.4升氧氣和22.4升的氦氣相混合，則氦原子的平均能量是_，氧分子的平均能量是_氦氣所具有的內(nèi)能與系統(tǒng)總內(nèi)能之比為_。（分子看作剛性）（4分）4、在三種輸運(yùn)現(xiàn)象中，粘滯現(xiàn)象輸運(yùn)的是_；熱傳導(dǎo)現(xiàn)象輸運(yùn)的是_；擴(kuò)散現(xiàn)象輸運(yùn)的是_。（4分）6、應(yīng)用熱力學(xué)第二定律就把物質(zhì)的狀態(tài)方程和內(nèi)能或焓聯(lián)系起來，分別可以得到=_=_。（4分）1、1mol氧氣和2mol氦氣組成混合氣體，在標(biāo)

14、準(zhǔn)狀態(tài)下，氧分子的平均能量為_，氦原子的平均能量為_氦氣與氧氣內(nèi)能之比_。（分子作剛性處理）（4分）2、如右圖所示，理想氣體從同一等溫線分別經(jīng)歷一絕熱過程ba和兩個(gè)多方過程ca、da到達(dá)相同的末態(tài)。試判斷ca過程的熱容量為_，da過程的熱容量為_。（填正、負(fù)、零）（4分）3、右圖所示為麥克斯韋速率分布曲線，圖 中A，B兩部分面積相等，試說明圖中V0的物理意義是_。（4分）4、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氫氣的粘滯系數(shù)為8.40×10-6kg·m-1s-1，則氫氣的平均自由程為_，氫分子的有效直徑_。（4分）7、一摩爾單原子理想氣體，在一個(gè)大氣恒壓 下，從0被加熱到100，該氣體的熵變 是_

15、。（4分）9、已知水的熔解熱為l=3.34×10-3J/ kg，冰的比容為1.0905×10-3m3/ kg, 水的比容為1.000×10-3m3/ kg,要使冰熔點(diǎn)降低1，需加 _壓力。(4分)4、實(shí)際氣體的內(nèi)能是其中所有分子_和分子之間的_的總和。（2分）5、某種氣體在27、1atm時(shí)，分子平均碰撞頻率為6.3×109S-1，若溫度不變，壓強(qiáng)降至1.0×10-3mmHg，其平均碰撞頻率為_，氣體壓強(qiáng)恒定，分子平均自由程與氣體溫度成_比（填正或反）。（3分）6、氮?dú)鉃閯傂苑肿咏M成的理想氣體，其分子的平動(dòng)自由度數(shù)為_；轉(zhuǎn)動(dòng)自由度數(shù)為_；分子內(nèi)原

16、子間的振動(dòng)自由系數(shù)為_。（3分）7、如圖所示為麥克斯韋速率分布曲線，其中斜線劃出的曲邊梯形面積的物理意義是_。（2分）8、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氧氣分子平均平動(dòng)能_，方均根速率為_，在10-6mm3內(nèi)含有個(gè)_分子。（3分）9、試舉出三種不可逆過程的實(shí)例：_；_；_。（3分）10、熵的變化反映了系統(tǒng)所經(jīng)歷過程的某種性質(zhì)，自然界一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過程都是_過程，孤立系統(tǒng)內(nèi)的總的熵變都是_（填增加、不變或減少）。（2分）11、理想氣體在準(zhǔn)靜態(tài)過程中，熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_，一定量的理想氣體，從同一態(tài)分別經(jīng)歷等溫、等壓和絕熱過程，使氣體體積增加一倍，其中以_過程，氣體對外作功最大；_過程對外作

17、功最小。（3分）3、測得某種理想氣體的比熱容比r為1.4 ,其定容摩爾容Cv為_,定壓摩爾熱容Cp為_。（2分）6、熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述是_。（2分）7、質(zhì)量為0.056kg氦氣（看作理想氣體），等壓加熱使其溫度由7升到27,它的內(nèi)能增加了_,對外作功_,氦氣吸熱_。（3分）11、一個(gè)不受外界影響的“孤立系統(tǒng)”，其內(nèi)部發(fā)生的過程，總是由幾率_的狀態(tài)向幾率_的狀態(tài)進(jìn)行，由包含微觀狀態(tài)數(shù)目_的宏觀狀態(tài)向包含微觀狀態(tài)數(shù)目_的宏觀狀態(tài)進(jìn)行。（2分）2、計(jì)算氮?dú)夥肿釉跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均自由程為_和碰撞頻率為_（已知分子的有效直徑d=2.8×10-10m，氮?dú)夥肿拥姆肿恿繛?8）。（2分）4、氣體從非平衡態(tài)到平衡態(tài)的過程,叫做輸運(yùn)過程,常見的有_、_、_三種過程。（3分）6、平衡態(tài)是指_。（2分）7、在熱學(xué)課程中，是態(tài)函數(shù)的物理量有_（可舉2個(gè)以上）。（2分）8、理想氣體CP>CV的原因是_。（2分）9、設(shè)理想氣體，用符號(hào)+、-、0分別表示P，V，T的增加、減少和不變，A為+表示外界對系統(tǒng)作正功，Q為+表示系統(tǒng)吸收熱量，U為+表示系統(tǒng)增加內(nèi)能增加試填下表：（5分）改變量過程TVPAUQ等壓等溫+等容絕熱11、氧氣為剛性分子組成的理想氣體，其分子的平衡自由度數(shù)為_，轉(zhuǎn)