大學(xué)物理習(xí)題集(氣體動(dòng)力論熱力學(xué)基礎(chǔ))

1、大學(xué)物理習(xí)題集（上）氣體的動(dòng)理論姓名學(xué)號(hào)一. 選擇題1 關(guān)于溫度的意義，有下列幾種說法：（1）氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度。（2）氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義。（3）溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的不同。（4）從微觀上看，氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的冷熱程度。上述說法中正確的是（A ）（ 1）、（ 2）、（4） ;（ B）（ 1）、（ 2）、（ 3） ;（C）（ 2）、（ 3）、（4） ;（ D）（ 1）、（ 3）、（ 4）2. 若室內(nèi)生起爐子后溫度從 15 C升高到27 C,而室內(nèi)氣壓不變，則此時(shí)室內(nèi)的分子數(shù)減少了 (A) 0.5%(B) 4 %( C

2、) 9 %( D) 21%3一容器內(nèi)裝有 N1個(gè)單原子理想氣體分子和N2個(gè)剛性雙原子理想氣體分子，當(dāng)該系統(tǒng)處在溫度為T的平衡態(tài)時(shí)，其內(nèi)能為35(A) (N1 N2)( kT kT)2235(C) N1 3kT N25kT221 35(B) -(N1N2)(-kT -kT)2 2253(D) Nr_kT N2_kT221大學(xué)物理習(xí)題集（上）#大學(xué)物理習(xí)題集（上）4 水蒸氣分解成同溫度的氫氣和氧氣，內(nèi)能增加了百分之幾？（不計(jì)振動(dòng)自由度）（A） 66.7%（B） 50%（C） 25%（ D） 05 .在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，體積比為1:2的的氧氣和氦氣（均視為剛性分子理想氣體）相混合，混合氣體中氧氣和氦氣的內(nèi)

3、能之比為(A) 1: 2(B) 5:3(C)5:6(D)10:3#大學(xué)物理習(xí)題集（上）#大學(xué)物理習(xí)題集（上）；和平均平動(dòng)動(dòng)能 w有如下關(guān)系溫度、壓強(qiáng)相同的氦氣和氧氣，它們分子的平均動(dòng)能#大學(xué)物理習(xí)題集(上)(A) ；和W都相等。(B)；相等，而w不相等。(C) w相等，而不相等。(D)和W都不相等。7. 1mol剛性雙原子分子理想氣體，當(dāng)溫度為T時(shí)，其內(nèi)能為3355(A) RT (B) _ kT(C) _ RT(D) Y kT2222&在一容積不變的封閉容器內(nèi)，理想氣體分子的平均速率若提高為原來的2倍，則(A )溫度和壓強(qiáng)都提高為原來的2倍。 (B)溫度為原來的2倍，壓強(qiáng)為原來的4倍。

4、(C) 溫度為原來的4倍，壓強(qiáng)為原來的2倍。(D )溫度和壓強(qiáng)都為原來的 4倍。9已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請(qǐng)判斷下列說法哪個(gè)正確？(A )氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)。(B) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的密度一定大于氫氣的密度。(C) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大。(D) 氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。10 .三個(gè)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 1 1 12 _ 2 _ 2 _(Va)2: (Vb)2 :(Vc)21:2:4，則其壓強(qiáng)之比P

5、A :PB :PC為 (A) 1: 2 : 4(B) 4: 2:1(C) 1:4:16(D) 1: 4 : 811.假定氧氣的熱力學(xué)溫度提高一倍，氧分子全部離解為氧原子，則氧原子的平均速率是氧分子平均速率的(A ) 4倍 (B) 2 倍 (C)2 倍 (D) 12 倍12 .速率分布函數(shù)f(v)的物理意義為：(A )具有速率v的分子占總分子數(shù)的百分比。(B) 速率分布在v附近的單位速率間隔中的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。(C) 具有速率v的分子數(shù)。(D) 速率分布在v附近的單位速率間隔中的分子數(shù)。_ 113設(shè)v代表氣體分子運(yùn)動(dòng)的平均速率，vP代表氣體分子運(yùn)動(dòng)的最可幾速率，(V2 )2代表氣體分子

6、運(yùn)動(dòng)的方均根速率，處于平衡狀態(tài)下的理想氣體的三種速率關(guān)系為_1 1 1 1(A) (v2)2= v = vP (B) v = vP ： ( v2 )2(C) vP: v . (v2 )2(D) vP v (v2 )214 已知一定量的某種理想氣體，在溫度為T1和T2時(shí)的分子最可幾速率分別為vP1和vP2，分子速率分布函數(shù)的最大值分別為f(vP1 )和f(vP2 )。若T1 > T2,則(A) vp1v P2 , f (v P1 )f (v P2)(B) vp1>vp2, f(vp1)vf(vp2)(C) vP1 : v P2 , f (v P1 )f (v P2 )(D) vp1

7、c vp2 , f (vp1) £ f (vp2 )15 .若f( v)為氣體分子速率分布函數(shù)，N為分子總數(shù)，m為分子質(zhì)量，則 v2 1 mv2N f(v)dv的v1 2物理意義是(A )速率為V2的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能與速率為V1的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能之差。(B) 速率為V2的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能與速率為V1的各分子的總平動(dòng)動(dòng)能之和。(C) 速率處在速率間隔 V1 -V2之內(nèi)的分子的平均平動(dòng)動(dòng)能。(D) 速率處在速率間隔 V1 -V2之內(nèi)的分子平動(dòng)動(dòng)能之和。16 .氣缸內(nèi)盛有一定量的氫氣 (可視作理想氣體碰撞次數(shù)z和平均自由程的變化情況是(A ) Z和都增大一倍。(C) Z增大一倍而，減

8、為原來的一半。)，當(dāng)溫度不變而壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，氫氣分子的平均(B) Z和匚都減為原來的一半。(D) Z減為原來的一半而，增大一倍。17. 一定量的理想氣體，在容積不變的條件下，當(dāng)溫度降低時(shí)，分子的平均碰撞次數(shù)Z和平均自由程'的變化情況是(A ) Z減小，但'不變。(B) Z不變，但'減小。(C) Z和'都減小。(D) Z和，都不變。18. 在一個(gè)容積不變的容器中，儲(chǔ)有一定量的理想氣體，溫度為To時(shí)，氣體分子的平均速率為v0,分子平均碰撞次數(shù)為 Z o，平均自由程為 o。當(dāng)氣體溫度升高為 4To時(shí)，氣體分子的平均速率 V, 平均碰撞次數(shù)z和平均自由程分別為(A)

9、v =4vo, Z = 4Zo,，=4.；”o (B) v =2vo, Z =2Zo,，-，o(C) v = 2vo, Z = 2Zo,，= 4.；”o (D) v=4vo,Z=2Zo,，- o19 .容積恒定的容器內(nèi)盛有一定量的某種理想氣體，某分子熱運(yùn)動(dòng)的平均自由程為 o，平均碰撞次數(shù)為Zo ,若氣體的熱力學(xué)溫度降低為原來的1/4 倍,則此時(shí)分子平均自由程 和平均碰撞頻率 Z分別為(A) ，- 'o, Z =Zo (B) ，-，o, Z (C) = 2 o, Z = 2Zo (D)袞=T'2 o, Z =_7o2 2二. 填空題1解釋下列分子運(yùn)動(dòng)論與熱力學(xué)名詞:(1)狀態(tài)參量

10、:(2 )微觀量：(3 )宏觀量：2 一定量的理想氣體處于熱動(dòng)平衡狀態(tài)時(shí)，此熱力學(xué)系統(tǒng)的不隨時(shí)間變化的三個(gè)宏觀量是，而隨時(shí)間不斷變化的微觀量是 3. 某容器內(nèi)分子數(shù)密度為1o26m-3，每個(gè)分子的質(zhì)量為3X1o-27kg，設(shè)其中1/6分子數(shù)以速率v =2oom s-1垂直地向容器的一壁運(yùn)動(dòng)，而其余5/6分子或者離開此壁、或者平行此壁方向運(yùn)動(dòng)，且分子與容器壁的碰撞為完全彈性。則(1)每個(gè)分子作用于器壁的沖量I =;每秒碰在器壁單位面積上的分子數(shù)no =; ( 2)作用在器壁上的壓強(qiáng)p =4已知大氣中分子數(shù)密度n隨咼度h的變化規(guī)律為n = noexp()，式中no為h =0處的分RT7大學(xué)物理習(xí)題

11、集（上）子數(shù)密度。若大氣中空氣的摩爾質(zhì)量為Mmol，溫度T,且處處相同，并設(shè)重力場是均勻的，則空氣分子數(shù)密度減少到地面的一半時(shí)的高度為 。（符號(hào)exp （a）即ea）5重力場中大氣壓強(qiáng)隨高度h的變化規(guī)律為p = p0exp（_M gh）。當(dāng)大氣壓強(qiáng)p減至為地面壓強(qiáng)RTpo的75%時(shí)，該處距離地面的高度 h =。（設(shè)空氣的溫度為 0 C,摩爾氣體常量R = 8.31 J mol-1 K-1，空氣的摩爾質(zhì)量為 29X10-'kg/mol，符號(hào) exp（a）即 ea ）6 有一瓶質(zhì)量為 M的氫氣（視作剛性雙原子分子的理想氣體），溫度為T,則氫分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為,氫分子的平均動(dòng)能為,該瓶氫氣

12、的內(nèi)能為。7.三個(gè)容器內(nèi)分別貯有 1mol氦（He）、1mol氫（H2）和1mol氨（NH3）（均視為剛性分子的理想 氣體）。若它們的溫度都升高 1K，則三種氣體的內(nèi)能增加值分別為：氦：A E = ;氫：A E = ;氨：A E = 。（摩爾氣體常量R = 8.31 Jmol-1K-1）&在相同的溫度和壓強(qiáng)下，各為單位體積的氫氣（視為剛性雙原子分子氣體）與氦氣的內(nèi)能之比為，各為單位質(zhì)量的氫氣與氦氣的內(nèi)能之比為 。9. 2g氫氣與2g氦氣分別裝在兩個(gè)容積相同的封閉容器內(nèi)，溫度也相同。（氫氣分子視為剛性雙原子分子）（1） 氫分子與氦分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之比WH2WHe二 ；（2） 氫氣與氦氣

13、壓強(qiáng)之比PH2PHe二；（3） 氫氣與氦氣內(nèi)能之比 EH2EHe =。10在相同溫度下，氫分子與氧分子的平均平動(dòng)動(dòng)能的比值為，方均根速率的比值為。11. A、B、C三個(gè)容器中皆裝有理想氣體，它們的分子數(shù)密度之f （v）比為nA : nB : n4: 2:1，而分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之比為廠、Wa：Wb：wc =1:2:4，則它們的壓強(qiáng)之比為 Pa ： Pb ： Pc -12現(xiàn)有兩條氣體分子速率分布曲線和，如圖。若兩條曲線分別表示同一氣體處于不同溫度下的速率分布，則曲線 表示氣體的溫度較高。若兩條曲線分別表示同一溫度下的氫氣和氧 氣的速率分布，貝U曲線表示的是氧氣的速率分布。13. 圖示曲線為處于同

14、一溫度T時(shí)氦(原子量4)、氖(原子量20)子的速率分布曲線。 其中：曲線(a)是氣分子的速率分布曲線；曲線(c)是氣分子的速率分布曲線。14. 用總分子數(shù)N、氣體分子速率 v和速率分布函數(shù)f (v)表示下列 各量：(1) 速率大于V0的分子數(shù)=(2) 速率大于Vo的那些分子的平均速率 =(3) 多次觀察某一分子的速率，發(fā)現(xiàn)其速率大于Vo的幾率=15 .已知f (v)為麥克斯韋速率分布函數(shù)，N為總分子數(shù)，則(1) 速率v >100 ms-1的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比表達(dá)式為 ;(2) 速率 v >100 ms-1的分子數(shù)表達(dá)式為 。16.在平衡狀態(tài)下，已知理想氣體分子的麥克斯韋速率分

15、布函數(shù)為f (v)，分子質(zhì)量為 m、最可幾速率為vp,試說明下列各式的物理意義：oO_(1) f (v)dv 表示；Vp°°1 2 一(2) mv f (v)dv 表示；v 217 .設(shè)氣體分子服從麥克斯韋速率分布律，V代表平均速率,度升高而 （增加、降低或保持不變）18圖示的曲線分別表示了氫氣和氦氣在同一溫V到V+AV范圍內(nèi)的分子數(shù)占分子總數(shù)的百分率隨氣體的溫度下的麥克斯韋分子速率的分布情況。由圖可知， 氦氣分子的最可幾速率為 ，氫氣分子的最可幾速率為。19. 氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的分子平均碰撞次數(shù)為5.42 XI08s-1，分子平均自由程為6X10-6cm，若溫度不變，氣壓

16、降為0.1atm,則分子的平均碰撞次數(shù)變?yōu)?平均自由程變?yōu)椤?倍；再經(jīng)過等壓過程20. 一定量的某種理想氣體，先經(jīng)過等容過程使其熱力學(xué)溫度升高為原來的使其體積膨脹為原來的 2倍，則分子的平均自由程變?yōu)樵瓉淼?倍。21. 一個(gè)容器內(nèi)有摩爾質(zhì)量分別為Mmol 1和Mmol 2的兩種不同的理想氣體1和2,當(dāng)此混合氣體處于平衡狀態(tài)時(shí)，1和2兩種氣體分子的方均根速率之比是三. 計(jì)算題1.兩個(gè)相同的容器裝有氫氣，以一細(xì)玻璃相連通， 管中用一滴水銀作活塞，如圖所示。當(dāng)左邊容器的溫度為20C時(shí)，水銀滴剛好在管的中央。問當(dāng)左邊容器溫度由0C增到5C、而右邊容器溫度由 20 C增到30 C時(shí)，水 銀滴是否會(huì)移動(dòng)？

17、如何移動(dòng)？2.溫度為27C時(shí)，1摩爾氦氣、氫氣和氧氣各有多少內(nèi)能？ 一克的這些氣體各有多少內(nèi)能?3容器為10 cm3的電子管，當(dāng)溫度為 300 K時(shí)，用真空泵把管內(nèi)空氣抽成壓強(qiáng)為5X 10-6mmHg的高真空，問此時(shí)管內(nèi)有多少個(gè)空氣分子？這些空氣分子的平均平動(dòng)能的總和是多少？平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng) 能的總和是多少？平均動(dòng)能的總和是多少？ ( 760mmHg =1.013 x 105 Pa,空氣分子可認(rèn)為是剛性雙 原子分子)4. 一密封房間的體積為5X 3X 3 m3，室溫為20 C,室內(nèi)空氣分子熱運(yùn)動(dòng)的平均平動(dòng)動(dòng)能的總和是多少？如果氣體的溫度升高1.0 K，而體積不變，則氣體的內(nèi)能變化多少？氣體分子的方均

18、根速率增加多少？(已知空氣的密度p= 1.29 kg/m3，摩爾質(zhì)量M = 29 x 10-3 kg/mol，且空氣分子可認(rèn)為是剛性雙原子分子。摩爾氣體常量R = 8.31J mol-1 K-1)5一容器被中間的隔板分成相等的兩半，一半裝有氦氣，溫度為250K ;另一半裝有氧氣，溫度為310K，二者壓強(qiáng)相等。求去掉隔板兩種氣體混合后的溫度。6. 當(dāng)氫氣和氦氣的壓強(qiáng)、 體積和溫度都相等時(shí)，求它們的質(zhì)量比 M (H2)和內(nèi)能比E(H2 )。(將M (He)E( He)氫氣視為剛性雙原子氣體)7. 定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)1(P, V, T1)經(jīng)等容過程變到狀態(tài)n(2p, V, T2),試定性畫出i

19、、n兩狀態(tài)下氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的速率分布曲線。、 1 2&水蒸氣分解為同溫度 T的的氫氣和氧氣，即 H 2O r H 2 O ,也就是1摩爾的水蒸氣可分21解成同溫度的1摩爾氫氣和 丄摩爾氧氣。當(dāng)不計(jì)振動(dòng)自由度時(shí)，求此過程中內(nèi)能的增量。29.容積為20.2l的瓶子以速率v = 200 m s-1勻速運(yùn)動(dòng)，瓶子中充有質(zhì)量為100g的氦氣。設(shè)瓶子突然停止，且氣體分子全部定向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能都變?yōu)闊徇\(yùn)動(dòng)動(dòng)能，瓶子與外界沒有熱量交換。求熱平衡后氦氣的溫度、壓強(qiáng)、內(nèi)能及氦氣分子的平均動(dòng)能各增加多少？(摩爾氣體常量R = 8.31-1-1-23-1 、J - mol K ，玻耳茲曼常量 k = 1.38 x

20、 10 J K )13大學(xué)物理習(xí)題集(上)10. 瓶氫氣和一瓶氧氣溫度相同，若氫氣分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為6.21 X 10-21 J。試求：(1)氧氣分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和方均根速率；(2)氧氣的溫度。(阿伏伽德羅常數(shù) Na = 6.022 X 1023mol-1，氧氣分子摩爾質(zhì)量 m = 32 g，玻耳茲曼常量k = 1.38 X 10-23 j k-1)四改錯(cuò)題1 .關(guān)于氣體分子的平均自由程，下列幾種說法是否正確？若有錯(cuò)誤請(qǐng)改正:(1)不論壓強(qiáng)是否恒定,都與溫度T成正比。(2)不論溫度是否恒定,都與壓強(qiáng)p成反比。#大學(xué)物理習(xí)題集(上)#大學(xué)物理習(xí)題集(上)(3) 若分子數(shù)密度 n恒定，與p、T

21、無關(guān)。2 一定量理想氣體先經(jīng)等容過程，使其溫度升高為原來的四倍，再經(jīng)等溫過程，使體積膨脹為原來的二倍。根據(jù) Z = 2:d2v n和V = 8kT，則平均碰撞頻率增至原來的的兩倍；再根據(jù)V兀m=kTC、2二d2p)，則平均自由程增至原來的四倍。以上結(jié)論是否正確？如有錯(cuò)誤請(qǐng)改正。五.問答題在什么條件下，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均自由程'與溫度T成正比？在什么條件下，與T無關(guān)？(設(shè)氣體分子的有效直徑一定)姓名學(xué)號(hào)熱力學(xué)基礎(chǔ).選擇題1.在下列各種說法中，哪些是正確的？(1)熱平衡過程就是無摩擦的、平衡力作用的過程。#大學(xué)物理習(xí)題集(上)(2 )熱平衡過程一定是可逆過程。(3 )熱平衡過程是無限多個(gè)

22、連續(xù)變化的平衡態(tài)的連接。(4) 熱平衡過程在 p - V圖上可用一連續(xù)曲線表示。(A) ( 1)，( 2);( B)( 4)，( 3)(C)( 2)，( 3)、( 4);(D)( 1),( 2),、( 3)、( 4);(A )對(duì)外作的凈功為正值(B)對(duì)外作的凈功為負(fù)值大學(xué)物理習(xí)題集(上)(A )對(duì)外作的凈功為正值(B)對(duì)外作的凈功為負(fù)值大學(xué)物理習(xí)題集(上)2以下是關(guān)于可逆過程和不可逆過程的判斷，其中正確的是(1 )可逆熱力學(xué)過程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過程。(2 )準(zhǔn)靜態(tài)過程一定是可逆過程。(3)不可逆過程就是不能向相反方向進(jìn)行的過程。(4)凡有摩擦的過程,定是不可逆過程。(A)( 1 )、( 2)、(

23、3)(B)( 1)、(3 )、( 4)(A )對(duì)外作的凈功為正值(B)對(duì)外作的凈功為負(fù)值大學(xué)物理習(xí)題集(上)(A )對(duì)外作的凈功為正值(B)對(duì)外作的凈功為負(fù)值大學(xué)物理習(xí)題集(上)(D)( 1)、(C)( 2)、( 4)3 在下列說法中，哪些是正確的?(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。(A)( 1 )、(4)(B)、(3)(C)( 1)、( 2)、( 3)、( 4)(D)(1)4 .如圖,定量的理想氣體，由平衡狀態(tài)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(duì)外作正功(B )內(nèi)能

24、增加(C)從外界吸熱(D )向外界放熱5 一定量某理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過程是：從初態(tài)(Vo ,To)開始,先經(jīng)絕熱膨脹使其體積增大 1倍，再經(jīng)等容升溫回復(fù)到初態(tài)溫度 To ,最后經(jīng)等溫過程使其體積回復(fù) 為Vo，則氣體在此循環(huán)過程中(A )對(duì)外作的凈功為正值(B)對(duì)外作的凈功為負(fù)值大學(xué)物理習(xí)題集(上)(C)內(nèi)能增加了(D)從外界凈吸的熱量為正值6. 1mol理想氣體從p- V圖上初態(tài)a分別經(jīng)歷如圖所示的(1 )或(2)過程到達(dá)末態(tài) b。已知Ta:Tb，則這兩過程中氣體吸收的熱量Q1和Q2的關(guān)系是(A) Qi Q2 0(B) Q2Qi 0題6圖(C) Q2 : Qi : 0(D) Qi : Q2

25、: 0(E) Qi 二 Q207. 一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時(shí)吸熱200 J,則經(jīng)歷acbda(A)-1200J(B)-1000J(C)-700 J(D)1000 J定量的理想氣體,從p-V圖上初態(tài)過程時(shí)，吸熱為a經(jīng)歷(1 )或(2)過8程到達(dá)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)，問兩過程中氣體吸熱還是放熱?(A)( 1 )過程吸熱，(2)過程放熱。(B)( 1)過程#大學(xué)物理習(xí)題集(上)#大學(xué)物理習(xí)題集(上)放熱，(2)過程吸熱。#大學(xué)物理習(xí)題集(上)#大學(xué)物理習(xí)題集(上)(C)兩過程都吸熱。(D )兩過程都放熱。#大學(xué)物理習(xí)題集(上)#大學(xué)物理習(xí)題集(上)9.

26、一絕熱容器被隔板分成兩半,(A )溫度不變，熵增加。(B) 溫度升高，熵增加。(C) 溫度降低，熵增加。(D) 溫度不變，熵不變。半是真空，另一半是理想氣體。若把隔板抽出，氣體將進(jìn)行自由膨脹，達(dá)到平衡后#大學(xué)物理習(xí)題集(上)#大學(xué)物理習(xí)題集(上)10.氣缸中有一定量的氮?dú)?初為剛性分子理想氣體)，經(jīng)過絕熱壓縮，使其壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?2倍,問氣體分子的平均速率變?yōu)樵瓉淼膸妆?17大學(xué)物理習(xí)題集(上)大學(xué)物理習(xí)題集(上)(A) 22 5(B)215(C)227(D) 21 7大學(xué)物理習(xí)題集(上)大學(xué)物理習(xí)題集(上)(A)等容降壓過程(B)等溫膨脹過程 (C)絕熱膨脹過程(D)等壓壓縮過程13. 定量

27、理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過程用V-T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) A > B(B)B > C(C)C > A(D) B > C 和 C > A0 題13圖T11. 一定量的理想氣體分別由初態(tài)a經(jīng)過程ab和由初態(tài)a 經(jīng)過程acb到達(dá)相同的終態(tài) b,如p - T圖所示。則兩個(gè)過程中 氣體從外界吸收的熱量Q1、Q2的關(guān)系為(A) Q1: 0,Q1 Q2(B) Q10, Q1 Q2(C) Q1: 0,Q1: Q2(D) Q10, Q1 : Q212 對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來說，在下列過程中，哪個(gè)過程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外作的 功三者均為負(fù)值?

28、大學(xué)物理習(xí)題集(上)大學(xué)物理習(xí)題集(上)1 ? 1 丫 (嚴(yán)匕)po ；14 給定理想氣體，從標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(p0,V°,T。)開始作作絕熱膨脹，體積增大到3倍。膨脹后溫度T、壓強(qiáng)p與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)T。、p0的關(guān)系為(丫為比熱比) 1 丫4 1 7 r ,(B) u(3)To，)po ；1 d1 Y1 了41 jy(C) T =(;) T°,p=(;)po ；(D)T =(-) To,p=(3)p。3 33315如圖表示的兩個(gè)卡諾循環(huán)，第一個(gè)沿ABCDA進(jìn)行，第二個(gè)沿ABC D A進(jìn)行，這兩個(gè)循環(huán)的效率1和2的關(guān)系及這兩個(gè)循環(huán)所作的凈功A1和A2的關(guān)系是 大學(xué)物理習(xí)題集(上)大學(xué)物理習(xí)

29、題集(上)大學(xué)物理習(xí)題集(上)(A) 1 二 2, A“A2 ;(B) i 2,Ai= A2 ；(C) 1 = 2,AiA2；(D) 1 = 2,Ai<A2n倍，則理想氣體在一次卡諾循環(huán)中，傳16 設(shè)高溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度是低溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度的 給低溫?zé)嵩吹臒崃渴菑母邷責(zé)嵩次〉臒崃康拇髮W(xué)物理習(xí)題集(上)大學(xué)物理習(xí)題集(上)(A)n 倍1(B)n-1 倍(C) 倍(D)大學(xué)物理習(xí)題集(上)nn17 兩個(gè)卡諾熱機(jī)的循環(huán)曲線如圖所示，一個(gè)工作在溫度為T1與T3的兩個(gè)熱源之間，另一個(gè)工作在溫度為T2與T3的兩個(gè)熱源之間，若這兩個(gè)循環(huán)曲線所包圍的面積相等。由此可知(A) 兩個(gè)熱機(jī)的效率一定相等。

30、(B) 兩個(gè)熱機(jī)從高溫?zé)嵩此盏臒崃恳欢ㄏ嗟取?C) 兩個(gè)熱機(jī)向低溫?zé)嵩此懦龅臒崃恳欢ㄏ嗟取?D)兩個(gè)熱機(jī)吸收的熱量與放出的熱量(絕對(duì)值)的差值一定相等。18. 如果卡諾熱機(jī)的循環(huán)曲線所包圍的面積從圖中abcda增大為ab c da ,那么循環(huán)abcda與ab cda所作的凈功和熱機(jī)效率的變化情況是(A )凈功增大，效率提高。(B)凈功增大，效率降低。(C)凈功和效率都不變。(D)凈功增大，效率不變。19. 某理想氣體分別進(jìn)行了如圖所示的兩個(gè)卡諾循環(huán):(abcda)和n (abcda)，且兩條循環(huán)曲線所圍面積相等。設(shè)循環(huán)I的效率為 n每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬盏臒崃繛檠h(huán)n的效率為'

31、,每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬盏臒崃繛榇髮W(xué)物理習(xí)題集（上）(B) ：, Q Q（C）,QQ（D）, Q Q20. 定量的某種理想氣體起始溫度為T,體積為V,該氣體在下面循環(huán)過程中經(jīng)過下列三個(gè)平衡過程：絕熱膨脹到體積為 2V，等容變化使溫度恢復(fù)為T，等溫壓縮到原來體積 V，則此整個(gè)循環(huán)過程中（A ）氣體向外界放熱（B）氣體對(duì)外界作正功（C）氣體內(nèi)能增加 （D）氣體內(nèi)能減少#大學(xué)物理習(xí)題集（上）#大學(xué)物理習(xí)題集（上）圖21. 理想氣體卡諾循環(huán)的兩條絕熱線下的面積大?。▓D中陰影部分）分別為 Si和S2，則二者的大小關(guān)系是（A ） Si > S2（ B） Si = S2（C） Si < S2（

32、 D ）無法確定22. 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知：（A）功可以全部轉(zhuǎn)換為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功。（B）熱可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體。（C）不可逆過程就是不能向相反方向進(jìn)行的過程。（D）一切自發(fā)過程都是不可逆的。23. 根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列哪種說法是正確的?（A）熱量能從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體。（B）功可以全部變?yōu)闊?，但熱不能全部變?yōu)楣?。（C）氣體能夠自由膨脹，但不能自動(dòng)收縮。（D）有規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量能夠變?yōu)闊o規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量，但無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量不能變?yōu)橛幸?guī)則運(yùn)動(dòng)的 能量。24“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量全部用來對(duì)外

33、作功。”對(duì)此說法，有如下幾種評(píng)論，哪種是正確的？（A ）不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律。（B ）不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律。（C）不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律。（D）違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱力學(xué)第二定律。25. 設(shè)有以下一些過程：兩種不同氣體在等溫下互相混合液體在等溫下汽化理想氣體絕熱自由膨脹在這些過程中，使系統(tǒng)的熵增加的過程是理想氣體在定容下降溫理想氣體在等溫下壓縮（A ）（ 1 ）、 （2）、（ 3）（ B）、（C）、（D）、26. 一定量的理想氣體向真空作絕熱自由膨脹，體積由V!增至V2,在此過程中氣體的（A ）內(nèi)能不變，熵增加。（B）內(nèi)能

34、不變，熵減少。（C）內(nèi)能不變，熵不變。（D）內(nèi)能增加，熵增加。四. 填空題1. 在熱力學(xué)中，“作功”和“傳遞熱量”有著本質(zhì)的區(qū)別，“作功”是通過來完成的；“傳遞熱量”是通過 來完成的。2. 不規(guī)則地?cái)嚢枋⒂诹己媒^熱容器中的液體，液體溫度在升高，若將液體看作系統(tǒng)，則：外界傳給系統(tǒng)的熱量零；外界對(duì)系統(tǒng)作的功零；系統(tǒng)的內(nèi)能增量零。（填大于、等于、小于）3. 如圖所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷 a-； b-； c過程，在此過程中氣體從外界吸收熱量 Q,系統(tǒng)內(nèi)能變化 AE,請(qǐng)?jiān)谝韵驴崭駜?nèi)填上 > 0或< 0 : Q , AE 。Vb”八.J c4. 1 mol的單原子理想氣體，從狀態(tài)1（PiVT

35、!）變化至狀態(tài)（ P2,V2,T2）,如圖所示。則此過程氣體對(duì)外作功為 ，吸收熱量為。5. 處于平衡態(tài)A的熱力學(xué)系統(tǒng)，若經(jīng)準(zhǔn)靜態(tài)等容過程變到平衡態(tài)B，將從外界吸收熱量 416J;若經(jīng)準(zhǔn)靜態(tài)等壓過程變到與平衡態(tài)B有相同溫度的平衡態(tài) C,將從外界吸收熱量 582J。所以，從平衡態(tài)A變到平衡態(tài)C的準(zhǔn)靜態(tài)等壓過程中系統(tǒng)對(duì)外界所作的功為 。6. 一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開始使其容積由Vi膨脹到2Vi，分別經(jīng)歷以下三種過程：等壓過程；等溫過程；絕熱過程。其中： 過程氣體對(duì)外作功最多； 過程氣體內(nèi)能增加最多； 過程氣體吸收的熱量最多。7. 某理想氣體等溫壓縮到給定體積時(shí)外界對(duì)氣體作功Ai ,又經(jīng)絕熱膨脹返

36、回原來體積時(shí)氣體對(duì)外;內(nèi)能增加了AE作功A2，則整個(gè)過程中氣體從外界吸收的熱量Q =25大學(xué)物理習(xí)題集（上）#大學(xué)物理習(xí)題集（上）8. 壓強(qiáng)、體積和溫度都相同的氫氣和氦氣（均視為剛性分子的理想氣體），它們的質(zhì)量之比為 mi/mi2，它們的內(nèi)能之比為 Ei/E2 = 。如果它們分別在等壓過程中吸收了相同的熱量，則它們對(duì)外作功之比為Ai /A2 = 。（各量下角標(biāo)1表示氫氣，2表示氦氣）。9. 一氣缸內(nèi)貯有10 mol的單原子分子理想氣體，在壓縮過程中外界作功209 J,氣體升溫1 K，此過程中氣體內(nèi)能增量為 ，外界傳給氣體的熱量為 。10. 剛性雙原子分子的理想氣體在等壓下膨脹所作的功為A,則傳

37、遞給氣體的熱量為 11. 圖示為一理想氣體幾種狀態(tài)變化過程的p-/圖，其中MT為等溫線，MQ為絕熱線，在 AM、BM、CM三種準(zhǔn)靜態(tài)過程中：溫度降低的是過程；氣體放熱的是過程。12. 卡諾熱機(jī)（可逆的），低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7C，熱機(jī)效率為40%，其高溫?zé)嵩礈囟葹?K。今欲將該熱機(jī)效率提高到50% ,若低溫?zé)嵩幢３植蛔儯瑒t高溫?zé)嵩吹臏囟葢?yīng)增加K。13. 卡諾致冷機(jī)，其低溫?zé)嵩礈囟葹?T2 = 300K，高溫?zé)嵩礈囟葹?Ti = 450K，每一循環(huán)從低溫?zé)嵩?吸熱Q2 = 400J。已知該致冷機(jī)的致冷系數(shù)為 e二°2二T2 （式中w為外界對(duì)系統(tǒng)作的功），則W T, _T2每一循環(huán)中外界必

38、須作功W = 。U 一熱機(jī)由溫度為727 C的高溫?zé)嵩次鼰幔驕囟葹?27 C的低溫?zé)嵩捶艧?。若熱機(jī)在最大效率下工作，且每一循環(huán)吸熱2000 J,則此熱機(jī)每一循環(huán)作功J。15. 有一諾熱機(jī)，用 29 kg空氣為工作物質(zhì)，工作在 27 C的高溫?zé)嵩磁c-73 C的低溫?zé)嵩粗g，此熱機(jī)的效率n=。若在等溫膨脹的過程中氣缸體積增大2.718倍，則此熱機(jī)每一循環(huán)所作的功為 。（空氣的摩爾質(zhì)量為 29 10kg mol ）16. 所謂第二類永動(dòng)機(jī)是指 ，它不可能制成是因?yàn)檫`背了 。17. 熱力學(xué)第二定律的克勞修斯敘述 。開爾文敘述18設(shè)在某一過程 P中，系統(tǒng)由狀態(tài) A變?yōu)闋顟B(tài) B,如果,則過程P稱為可逆過

39、程；如果 ，則過程P稱為不可逆過程。19. 熵是的定量量度。若一定量的理想氣體經(jīng)歷一個(gè)等溫膨脹過程，它的熵將 。（填：增加、減少或不變）20. 在一個(gè)孤立系統(tǒng)內(nèi)，一切實(shí)際過程都向著 的方向進(jìn)行，這就是熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義。從宏觀上說，一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際過程都是。21. 由絕熱材料包圍的容器被隔板隔為兩半，左邊是理想氣體，右邊是真空。如果把隔板撤去，氣體將進(jìn)行自由膨脹過程，達(dá)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(jì)算題27大學(xué)物理習(xí)題集（上）1. 一定量的某單原子分子理想氣體裝在封閉的氣缸里，此氣缸有可活動(dòng)的活塞（活塞與氣缸壁之間無摩擦且無漏氣）。已知

40、氣體的初壓強(qiáng)pi = 1atm，體積Vi = 1 l，現(xiàn)將該氣體在等壓下加熱直到體積為原來的2倍，然后在等容下加熱到壓強(qiáng)為原來的 2倍，最后作絕熱膨脹，直到溫度下降到初 溫為止。試求：在p - V圖上將整個(gè)過程表示出來；在整個(gè)過程中氣體內(nèi)能的改變；在整個(gè)過程中氣體所吸收的熱量；在整個(gè)過程中氣體所作的功。（1 atm = 1.013 105 Pa ）2. 2mol氫氣（視為理想氣體） 開始處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)， 后經(jīng)等溫過程從外界吸收了400 J的熱量達(dá)到末態(tài)。求末態(tài)的壓強(qiáng)。（摩爾氣體常量R = 8.31 J mol-1 -K"1）3定量的剛性雙原子分子理想氣體， 開始時(shí)處于壓強(qiáng) p0 =1.

41、0 105 Pa,體積為V0=4 10，m3, 溫度為T。= 300 K的初態(tài)，后經(jīng)等壓膨脹過程溫度上升到 T1 = 450 K ,再經(jīng)絕熱過程溫度降回到 T2 =300 K。求氣體在整個(gè)過程中對(duì)外作的功。4氣缸內(nèi)有一種剛性雙原子分子的理想氣體，若經(jīng)過準(zhǔn)靜態(tài)絕熱膨脹后氣體的壓強(qiáng)減少了一半，則 變化前后氣體的內(nèi)能之比為Ef E2 = ?5. 定量的理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下體積為1.0X 10-2 m3，求下列過程中氣體吸收的熱量：（1 atm=1.013 105 Pa,并設(shè)氣體的 Cv =5R2）等溫膨脹到體積為 2.0 x 10-2 m3；先等容冷卻，再等壓膨脹到中所到達(dá)的終態(tài)。大學(xué)物理習(xí)題集（上）7. 定量的某種理