大學(xué)物理熱學(xué)部分習(xí)題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上熱學(xué)部分大作業(yè)選擇題:1. 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 2. 設(shè)有以下一些過程： (1) 兩種不同氣體在等溫下互相混合 (2) 理想氣體在定體下降溫 (3) 液體在等溫下汽化. (4) 理想氣體在等溫下壓縮 (5) 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： (A) (1)、(2)、(3). (B) (2)、(3)、(4).(C) (3)、(4)、(5). (D) (1)、(3)、(5). 3.

2、 一容器貯有某種理想氣體，其分子平均自由程為，若氣體的熱力學(xué)溫度降到原來的一半，但體積不變，分子作用球半徑不變，則此時平均自由程為 (A) (B) (C) (D) / 2 4. 如圖所示，一絕熱密閉的容器，用隔板分成相等的兩部分，左邊盛有一定量的理想氣體，壓強(qiáng)為p0，右邊為真空今將隔板抽去，氣體自由膨脹，當(dāng)氣體達(dá)到平衡時，氣體的壓強(qiáng)是 (A) p0 (B) p0 / 2 (C) 2p0 (D) p0 / 2 (Cp/CV) 5. 一絕熱容器，用質(zhì)量可忽略的絕熱板分成體積相等的兩部分兩邊分別裝入質(zhì)量相等、溫度相同的H2氣和O2氣開始時絕熱板P固定然后釋放之，板P將發(fā)生移動(絕熱板與容器壁之間不漏

3、氣且摩擦可以忽略不計)，在達(dá)到新的平衡位置后，若比較兩邊溫度的高低，則結(jié)果是： (A) H2氣比O2氣溫度高 (B) O2氣比H2氣溫度高 (C)兩邊溫度相等且等于原來的溫度 (D) 兩邊溫度相等但比原來的溫度降低了 6. 人設(shè)計一臺卡諾熱機(jī)(可逆的)每循環(huán)一次可從 400 K的高溫?zé)嵩次鼰?800 J，向 300 K的低溫?zé)嵩捶艧?800 J同時對外作功1000 J，這樣的設(shè)計是 (A) 可以的，符合熱力學(xué)第一定律 (B) 可以的，符合熱力學(xué)第二定律 (C) 不行的，卡諾循環(huán)所作的功不能大于向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?(D) 不行的，這個熱機(jī)的效率超過理論值 7. 1 mol剛性雙原子分子理想氣體

4、，當(dāng)溫度為T時，其內(nèi)能為 (A) (B) (C) (D) （式中R為普適氣體常量，k為玻爾茲曼常量）8. 理想氣體經(jīng)歷如圖所示的abc平衡過程，則該系統(tǒng)對外作功W，從外界吸收的熱量Q和內(nèi)能的增量的正負(fù)情況如下： (A)E>0，Q>0，W<0 (B)E>0，Q>0，W>0 (C)E>0，Q<0，W<0 (D) E<0，Q<0，W<0 9. 某理想氣體狀態(tài)變化時，內(nèi)能隨體積的變化關(guān)系如圖中AB直線所示AB表示的過程是 (A) 等壓過程 (B) 等體過程 (C) 等溫過程 (D) 絕熱過程 10. 一定量理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過程用

5、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 11. 一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為T，氣體分子的質(zhì)量為m根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計假設(shè)，分子速度在x方向的分量平方的平均值 (A) (B) (C) (D) 12. 玻爾茲曼分布律表明：在某一溫度的平衡態(tài)， (1) 分布在某一區(qū)間(坐標(biāo)區(qū)間和速度區(qū)間)的分子數(shù)，與該區(qū)間粒子的能量成正比 (2) 在同樣大小的各區(qū)間(坐標(biāo)區(qū)間和速度區(qū)間)中，能量較大的分子數(shù)較少；能量較小的分子數(shù)較多 (3) 在大小相等的各區(qū)間(坐標(biāo)區(qū)間和速度區(qū)間)中比較，分子總是處于低能態(tài)的概率大些

6、(4) 分布在某一坐標(biāo)區(qū)間內(nèi)、具有各種速度的分子總數(shù)只與坐標(biāo)區(qū)間的間隔成正比，與粒子能量無關(guān) 以上四種說法中， (A) 只有(1)、(2)是正確的 (B) 只有(2)、(3)是正確的 (C) 只有(1)、(2)、(3)是正確的 (D) 全部是正確的 13. 兩個完全相同的氣缸內(nèi)盛有同種氣體，設(shè)其初始狀態(tài)相同，今使它們分別作絕熱壓縮至相同的體積，其中氣缸1內(nèi)的壓縮過程是非準(zhǔn)靜態(tài)過程，而氣缸2內(nèi)的壓縮過程則是準(zhǔn)靜態(tài)過程比較這兩種情況的溫度變化： (A) 氣缸1和2內(nèi)氣體的溫度變化相同 (B) 氣缸1內(nèi)的氣體較氣缸2內(nèi)的氣體的溫度變化大 (C) 氣缸1內(nèi)的氣體較氣缸2內(nèi)的氣體的溫度變化小 (D) 氣

7、缸1和2內(nèi)的氣體的溫度無變化 14. 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，但不能自動收縮 (D) 有規(guī)則運動的能量能夠變?yōu)闊o規(guī)則運動的能量，但無規(guī)則運動的能量不能變?yōu)橛幸?guī)則運動的能量 15. 如圖，bca為理想氣體絕熱過程，b1a和b2a是任意過程，則上述兩過程中氣體作功與吸收熱量的情況是: (A) b1a過程放熱，作負(fù)功；b2a過程放熱，作負(fù)功 (B) b1a過程吸熱，作負(fù)功；b2a過程放熱，作負(fù)功 (C) b1a過程吸熱，作正功；b2a過程吸熱

8、，作負(fù)功 (D) b1a過程放熱，作正功；b2a過程吸熱，作正功 16. 熱力學(xué)第二定律表明： (A) 不可能從單一熱源吸收熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓?(B) 在一個可逆過程中，工作物質(zhì)凈吸熱等于對外作的功 (C) 摩擦生熱的過程是不可逆的 (D) 熱量不可能從溫度低的物體傳到溫度高的物體 17. 設(shè)有下列過程： (1) 用活塞緩慢地壓縮絕熱容器中的理想氣體(設(shè)活塞與器壁無摩擦)(2) 用緩慢地旋轉(zhuǎn)的葉片使絕熱容器中的水溫上升 (3) 一滴墨水在水杯中緩慢彌散開 (4) 一個不受空氣阻力及其它摩擦力作用的單擺的擺動 其中是可逆過程的為 (A) (1)、(2)、(4) (B) (1)、(2)、(3

9、) (C) (1)、(3)、(4) (D) (1)、(4) 18. 某理想氣體分別進(jìn)行了如圖所示的兩個卡諾循環(huán)：(abcda)和(a'b'c'd'a')，且兩個循環(huán)曲線所圍面積相等設(shè)循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬臒崃繛镼，循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬臒崃繛镼，則 (A) h < h, Q < Q. (B) h < h, Q > Q. (C) h > h, Q < Q. (D) h > h, Q > Q. 19. 一物質(zhì)系統(tǒng)從外界吸收一定的熱量，則 (A) 系統(tǒng)的內(nèi)能一定增加 (B) 系

10、統(tǒng)的內(nèi)能一定減少 (C) 系統(tǒng)的內(nèi)能一定保持不變 (D) 系統(tǒng)的內(nèi)能可能增加，也可能減少或保持不變 20. 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(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)，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 21. 氣缸中有一定量的氮氣(視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?倍，問氣體分子的平均速率變?yōu)樵瓉淼膸妆叮?(A) 22/5 (B) 22/7 (C) 21/5 (D) 21/7 填空題1. 已

11、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 m·s-1的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的表達(dá)式為_； (2) 速率v > 100 m·s-1的分子數(shù)的表達(dá)式為_ 2. 當(dāng)理想氣體處于平衡態(tài)時，若氣體分子速率分布函數(shù)為f(v)，則分子速率處于最概然速率vp至范圍內(nèi)的概率N / N_ 3. 如圖，溫度為T0，2 T0，3 T0三條等溫線與兩條絕熱線圍成三個卡諾循環(huán)：(1) abcda，(2) dcefd，(3) abefa，其效率分別為 1_，2_，3 _4. 1 mol的單原子分子理想氣體，在1 atm的恒定壓強(qiáng)下，從0加熱到100，

12、則氣體的內(nèi)能改變了_J(普適氣體常量R8.31 J·mol-1·K-1 ) 5. 如圖所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷abc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DE，請在以下空格內(nèi)填上>0或<0或= 0： Q_，DE _6. 一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開始使其體積由V1膨脹到2V1，分別經(jīng)歷以下三種過程：(1) 等壓過程；(2) 等溫過程；(3)絕熱過程其中：_過程氣體對外作功最多；_過程氣體內(nèi)能增加最多；_過程氣體吸收的熱量最多 7. 一熱機(jī)從溫度為 727的高溫?zé)嵩次鼰?，向溫度?527的低溫?zé)嵩捶艧崛魺釞C(jī)在最大效率下工作，且每一循環(huán)吸熱2000 J

13、 ，則此熱機(jī)每一循環(huán)作功_ J 8. 在推導(dǎo)理想氣體壓強(qiáng)公式中，體現(xiàn)統(tǒng)計意義的兩條假設(shè)是 (1) _； (2) _ 9. 有一卡諾熱機(jī)，用290 g空氣為工作物質(zhì)，工作在27的高溫?zé)嵩磁c -73的低溫?zé)嵩粗g，此熱機(jī)的效率h_若在等溫膨脹的過程中氣缸體積增大到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29×10-3 kg/mol，普適氣體常量R8.31 ) 10. 從分子動理論導(dǎo)出的壓強(qiáng)公式來看, 氣體作用在器壁上的壓強(qiáng), 決定于_和_ 11. 已知一定量的理想氣體經(jīng)歷pT圖上所示的循環(huán)過程，圖中各過程的吸熱、放熱情況為： (1) 過程12中，氣體_ (2) 過程2

14、3中，氣體_ (3) 過程31中，氣體_ 計算題1. 容器內(nèi)有11 kg二氧化碳和2 kg氫氣(兩種氣體均視為剛性分子的理想氣體)，已知混合氣體的內(nèi)能是8.1×106 J求： (1) 混合氣體的溫度； (2) 兩種氣體分子的平均動能 (二氧化碳的Mmol44×10-3 kg·mol-1 ,玻爾茲曼常量k1.38×10-23 J·K-1摩爾氣體常量R8.31 J·mol-1·K-1 ) T300 K ; 1.04×10-20 J 2. 一定量的剛性雙原子分子理想氣體，開始時處于壓強(qiáng)為 p0 = 1.0×10

15、5 Pa，體積為V0 =4×10-3 m3，溫度為T0 = 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，求氣體在整個過程中對外作的功 W =700 J 3. 溫度為25、壓強(qiáng)為1 atm的1 mol剛性雙原子分子理想氣體，經(jīng)等溫過程體積膨脹至原來的3倍 (普適氣體常量R8.31 ，ln 3=1.0986) (1) 計算這個過程中氣體對外所作的功 (2) 假若氣體經(jīng)絕熱過程體積膨脹為原來的3倍，那么氣體對外作的功又是多少？ W= 2.72×103 J ; W2.20×103 J 4. 容器內(nèi)有M =

16、2.66 kg氧氣，已知其氣體分子的平動動能總和是EK=4.14×105 J，求： (1) 氣體分子的平均平動動能； (2) 氣體溫度 (阿伏伽德羅常量NA6.02×1023 /mol，玻爾茲曼常量k1.38×10-23 J·K-1 ) J ; 400 K 5. 一定量的某種理想氣體，開始時處于壓強(qiáng)、體積、溫度分別為p0=1.2×106 Pa，V0=8.31×103m3，T0 =300 K的初態(tài)，后經(jīng)過一等體過程，溫度升高到T1 =450 K，再經(jīng)過一等溫過程，壓強(qiáng)降到p = p0的末態(tài)已知該理想氣體的等壓摩爾熱容與等體摩爾熱容之比C

17、p / CV =5/3求： (1) 該理想氣體的等壓摩爾熱容Cp和等體摩爾熱容CV (2) 氣體從始態(tài)變到末態(tài)的全過程中從外界吸收的熱量 (普適氣體常量R = 8.31 J·mol1·K1) 和 ; Q = E+W =1.35×104 J 6. 理想氣體作卡諾循環(huán)，高溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度是低溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度的n倍，求氣體在一個循環(huán)中將由高溫?zé)嵩此脽崃康亩啻蟛糠纸唤o了低溫?zé)嵩?7. 一超聲波源發(fā)射超聲波的功率為10 W假設(shè)它工作10 s，并且全部波動能量都被1 mol氧氣吸收而用于增加其內(nèi)能，則氧氣的溫度升高了多少？(氧氣分子視為剛性分子，普適氣體常量R8.31

18、J·mol-1·K-1 ) DT4.81 K 8. 1 kg某種理想氣體，分子平動動能總和是1.86×106 J，已知每個分子的質(zhì)量是3.34×10-27 kg，試求氣體的溫度 （玻爾茲曼常量 k1.38×10-23 J·K-1） = 300 K 9. 有n 摩爾的剛性雙原子分子理想氣體，原來處在平衡態(tài)，當(dāng)它從外界吸收熱量Q并對外作功A后，又達(dá)到一新的平衡態(tài)試求分子的平均平動動能增加了多少(用n、Q、A和阿伏伽德羅常數(shù)NA表示) kDT=3(Q-A) / (5n NA) 式中NA為阿伏伽德羅常數(shù) 10. 容積V1 m3的容器內(nèi)混有N1

19、1.0×1025個氫氣分子和N24.0×1025個氧氣分子，混合氣體的溫度為 400 K，求： (1) 氣體分子的平動動能總和 (2) 混合氣體的壓強(qiáng) (普適氣體常量R8.31 J·mol-1·K-1 ) 【 J ； p = n kT2.76×105 Pa】 11. 以氫(視為剛性分子的理想氣體)為工作物質(zhì)進(jìn)行卡諾循環(huán)，如果在絕熱膨脹時末態(tài)的壓強(qiáng)p2是初態(tài)壓強(qiáng)p1的一半，求循環(huán)的效率 12. 將1 kg氦氣和M kg氫氣混合，平衡后混合氣體的內(nèi)能是2.45×106 J，氦分子平均動能是 6×10-21 J，求氫氣質(zhì)量M kg

20、 熱學(xué)部分習(xí)題解答一、 選擇題：1. B 2. D 3. B 4. B 5. B 6. D 7. C 8. B 9. A 10. A 11. D 12. B 13. B 14. C 15. B 16. C 17. D 18. B 19. D 20. B 21. D 二、 填空題：1. (1) (2) 2. 3. 33.3； 50；66.74. 25×1035. >0; >06. 等壓；等壓；等壓7. 400J 8. (1) 沿空間各方向運動的分子數(shù)目相等; (2) 9. 33.3 ; 8.31×103 J 10. 單位體積內(nèi)的分子數(shù)n ; 分子的平均平動動能 11. 吸熱 ; 放熱 ; 放熱 三、 計算題：1. 解：(1) 300 K (2) 1.24×10-20 J 1.04×10-20 J 2. 解：等壓過程末態(tài)的體積 等壓過程氣體對外作功 =200 J 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，絕熱過程氣體對外作的功為 W2 =E =nCV (T2T1) 這里 ， 則 J 氣體在整個過程中對外作的功為 W = W1+