大學(xué)物理氣體動(dòng)理論熱力學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題及答案詳解

第12章氣體動(dòng)理論一、填空題：51、一打足氣的自行車內(nèi)胎，若在7C時(shí)輪胎中空氣壓強(qiáng)為4.0X10pa.則在溫度變?yōu)?7C,輪胎內(nèi)空氣的壓強(qiáng)是。（設(shè)內(nèi)胎容積不變）32、在湖面下50.0m深處（溫度為4.0C）,有一個(gè)體積為1.010m的空氣泡升到水面上來，若湖面的溫度為17.0C,則氣泡到達(dá)湖面的體積是。（取大氣壓強(qiáng)為p01.013105pa）53、一容器內(nèi)儲(chǔ)有氧氣，其壓強(qiáng)為P01.0110pa，溫度為27.0C,3、一容器內(nèi)儲(chǔ)有氧氣，其壓強(qiáng)為為;氧氣的密度為;分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為分子間的平均距離為。（設(shè)分子均勻等距排列）TOC\o"1-5"\h\z4、星際空間溫度可達(dá)2.7k，則氫分子的平均速率為，方均根速率為,最概然速率為。5、在壓強(qiáng)為1.01105pa下，氮?dú)夥肿拥钠骄杂沙虨?.0106cm，當(dāng)溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)為，則其平均自由程為1.0mm。6、若氖氣分子的有效直徑為2.59108cm，則在溫度為600k,壓強(qiáng)為1.33102pa時(shí),氖分子1s內(nèi)的平均碰撞次數(shù)為。7、如圖12-1所示兩條曲線⑴和（2）,分別定性的表示一定量的某種理想氣體不同溫度下的速率分布曲線，對應(yīng)溫度高的曲線是.若圖中兩條曲線定性的表示相同溫度下的氫氣和氧氣的速率分布曲線，則表示氧氣速率分布曲線的8、試說明下列各量的物理物理意義:(1)1-kT2?(2)3-kT2(3)-kT5(4)-RT223…Mi“(5)RT?(6)RT2Mmol2參考答案：3232、6.11105m31、4.4310pa

3、2.441025m31.30kgm36.211021J3.45109m214、1.6910ms211.8310ms11.50102ms5、6.06pa6、3.81106s17、（2），（2）8、略二、選擇題：教材習(xí)題12-1,12-2,12-3,12-4.（見課本p207?208）參考答案:12-1?12-4C,C,B,B.第十二章熱力學(xué)基礎(chǔ)一、選擇題1、有兩個(gè)相同的容器，容積不變，一個(gè)盛有氦氣，另一個(gè)盛有氫氣（均可看成剛性分子）它們的壓強(qiáng)和溫度都相等，現(xiàn)將5J的熱量傳給氫氣，使氫氣溫度升高，如果使氦氣也升高同樣的溫度，則應(yīng)向氦氣傳遞的熱量是（）（A）6J（B）5J（C）3J（D）2J2、一定量理想氣體，經(jīng)歷某過程后，它的溫度升高了，則根據(jù)熱力學(xué)定理可以斷定：（1）該理想氣體系統(tǒng)在此過程中作了功；（2）在此過程中外界對該理想氣體系統(tǒng)作了正功；（3）該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了；（4）在此過程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對外作了正功。以上正確的是：（）（A）（1），（3）（B）（2），（3）（C）（3）（D）（3）,（4）3、摩爾數(shù)相等的三種理想氣體He、N2和CO2,若從同一初態(tài)，經(jīng)等壓加熱，且在加熱過程中三種氣體吸收的熱量相等，則體積增量最大的氣體是：（）（A）He（B）N2（C）CO2（D）三種氣體的體積增量相同0V1V24、如圖所示，一定量理想氣體從體積為V1膨脹到V2,AB為等壓過程，AC0V1V2（A）AB過程（A）AB過程（B）AC過程（C）AD過程（D）不能確定5、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'，那么循環(huán)abcda與ab'c'所作的凈功和熱機(jī)效率的變化情況是：（）

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。6、根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列哪種說法是正確的是：()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；功可以全部變?yōu)闊幔珶岵荒苋孔優(yōu)楣?；氣體能夠自由膨脹，但不能自由壓縮；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)的能量不能夠變?yōu)橛幸?guī)則運(yùn)動(dòng)的能量。7、理想氣體向真空作絕熱膨脹()膨脹后，溫度不變，壓強(qiáng)減小.膨脹后，溫度降低，壓強(qiáng)減小.膨脹后，溫度升高，壓強(qiáng)減小.膨脹后，溫度不變，壓強(qiáng)不變.8、1mol的單原子分子理想氣體從狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,如果不知是什么氣體，變化過程也不知道，但A、B兩態(tài)的壓強(qiáng)、體積和溫度都知道，則可求出：()(A)氣體所作的功.(B)氣體內(nèi)能的變化.(C)氣體傳給外界的熱量.(D)氣體的質(zhì)量.9、有人設(shè)計(jì)一臺卡諾熱機(jī)(可逆的).每循環(huán)一次可從400K的高溫?zé)嵩次鼰?800J,向300K的低溫?zé)嵩捶艧?00J.同時(shí)對外作功1000J,這樣的設(shè)計(jì)是()可以的，符合熱力學(xué)第一定律.可以的，符合熱力學(xué)第二定律.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?不行的，這個(gè)熱機(jī)的效率超過理論值.10、一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，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()(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.填充題填充題1、要使一熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能變化，可以通過或兩種方式，或者兩種方式兼用來完成。熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，其內(nèi)能的改變量只決定于而與無關(guān)。2、將熱量Q傳給一定質(zhì)量的理想氣體。(1)若體積不變，熱量轉(zhuǎn)化為若溫度不變，熱量轉(zhuǎn)化為。3、卡諾循環(huán)是由兩個(gè)過程和兩個(gè)過程組成的循環(huán)過程?？ㄖZ循環(huán)的效率只與有關(guān)，卡諾循環(huán)的效率總是(大于、小于、等于)1。4、一定量理想氣體沿btc變化時(shí)作功Wabc_615J，氣體在b、Pkc兩狀態(tài)的內(nèi)能差EbEc500J。那么氣體循環(huán)一周，所作凈功0-*v

J，向外界放熱為QJ，等溫過程中氣體作功Wab5、常溫常壓下，一定量的某種理想氣體（可視為剛性雙原子分子）J，向外界放熱為QJ，等溫過程中氣體作功Wab5、常溫常壓下，一定量的某種理想氣體（可視為剛性雙原子分子）為Q對外作功為W內(nèi)能增加為E，則W=Q，在等壓過程中吸熱。6、pV圖上封閉曲線所包圍的面積表示物理量，若循環(huán)過程為逆時(shí)針方向，則該物理量為。（填正或負(fù)）7、一卡諾熱機(jī)低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7C,效率為40%,高溫?zé)嵩吹臏囟萒i8、設(shè)一臺電冰箱的工作循環(huán)為卡諾循環(huán)，在夏天工作8、設(shè)一臺電冰箱的工作循環(huán)為卡諾循環(huán)，在夏天工作，環(huán)境溫度在35C,冰箱內(nèi)的溫度為0C,這臺電冰箱的理想制冷系數(shù)為e=.9、一循環(huán)過程如圖所示，該氣體在循環(huán)過程中吸熱和放熱的情況是atb過程,btc過程,c-a過程o10、將1kg溫度為100C的水置于200C的恒溫?zé)嵩磧?nèi)，最后水的溫度與熱源的溫度相同，則水的熵變?yōu)?熱源的熵變?yōu)門（水的比熱容為4.181034.18103J.kgK,In1.03530.035)參考答案：一、1、C2、C3、A4、A5、D6、C7、A8、B9、D10、A二、1、作功，傳熱，始末狀態(tài)，過程2、理想氣體的內(nèi)能，對外作功3、絕熱，等溫，4、115J,500J,615J5、Z,56、功，負(fù)7、500K7718、7.89、吸熱，放熱，吸熱10、146.3JK,142.7JK自測題5一、選擇題21、一定量某理想氣體按pV恒量的規(guī)律膨脹，則膨脹后理想氣體的溫度（）（A）將升高（（A）將升高（B）將降低（C）不變（D）不能確定。TOC\o"1-5"\h\z2、若理想氣體的體積為V，壓強(qiáng)為p，溫度為T,一個(gè)分子的質(zhì)量為m,k為玻爾茲曼常量，R為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為（）（A）pV；m（B）pV.（kT）（C）pV（RT）（D）pV.（mT）3、如題5.1.1圖所示，兩個(gè)大小不同的容器用均勻的細(xì)管相連，管中有一水銀作活塞，大容器裝有氧氣，小容器裝有氫氣，當(dāng)溫度相同時(shí)，水銀滴靜止于細(xì)管中央，試問此時(shí)這兩種氣體的密度哪個(gè)大？（）（A）氧氣的密度大。（B）氫氣的密度大。（C）密度一樣大。（D）無法判斷。4、若室內(nèi)生起爐子后溫度從150C升高到270C，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）9%（D）21%5、一定量的理想氣體，在容積不變的條件下，當(dāng)溫度升高時(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（A）Z增大，不變。（C）Z和—都增大。（B）Z不變，增大。（D）Z和—都不變。6、一定量的理想氣體，從a態(tài)出發(fā)經(jīng)過①或②過程到達(dá)b態(tài)，acb為等溫線（如題5.1.2圖所示），則①，②兩過程中外界對系統(tǒng)傳遞的熱量Q1,Q2是（）（A（A）Q10,Q20（B）Q10,Q20（C）（C）Q10,c207、如題5.1.3圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷熱為（A）1200J（B）1000JAa1O②4題5.1.2圖V（D）Q10,Q20acb過程時(shí)吸熱200J。則經(jīng)歷acbda過程時(shí)，吸（）（C）700J（D）1000Jbp/105pa4d旨b;e1O14v/103m3o題5.1.3圖精品文檔精品文檔（（1）速率大于V。的分子數(shù)=8、一定量的理想氣體，分別進(jìn)行如題5.1.4圖所示的兩個(gè)卡諾循環(huán)abcda和abeda。若在PV圖上這兩個(gè)循環(huán)曲線所圍面積相等，則可以由此得知這兩個(gè)循環(huán)（）（A）效率相等。（B）由高溫?zé)嵩刺幬盏臒崃肯嗟?。（C）在低溫?zé)嵩刺幏懦龅臒崃肯嗟取＃―）在每次循環(huán)中對外做的凈功相等。9、“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外做功?！睂Υ苏f法,有如下幾種評論，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。TOC\o"1-5"\h\z10、一定量的理想氣體向真空作絕熱自由膨脹，體積由乂增至V2，在此過程中氣體的（）（A）內(nèi)能不變，熵增加。（C（A）內(nèi)能不變，熵增加。（C）內(nèi)能不變，熵不變。:■、填空題：1、在推導(dǎo)理想氣體壓強(qiáng)公式中,（D）內(nèi)能增加，熵增加。體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)意義的兩條假設(shè)是（1）（2）。2、在定壓下加熱一定量的理想氣體。若使其溫度升高1K時(shí)，它的體積增加了0.005倍，則氣體原來的溫度是。3、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。4、分子物理學(xué)是研究的學(xué)科，它應(yīng)用的基本方法是方法。5、解釋名詞：自由度。準(zhǔn)靜態(tài)過程。6、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:精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔77、（2）速率大于v0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v0的概率=7、常溫常壓下，一定量的某種理想氣體（可視為剛性分子、自由度為i），在等壓過程中吸熱為Q，對外做功為A，內(nèi)能增加為E，則AQ=。8、有一卡諾熱機(jī)，用29kg空氣為工作物質(zhì)，工作在270C的高溫?zé)嵩磁c73°C的低溫?zé)嵩粗g，此熱機(jī)的效率。若在等溫膨脹過程中氣缸體積增大2.718倍，則此熱機(jī)每一循環(huán)所做的功為此熱機(jī)每一循環(huán)所做的功為自測題5參考答案一、選擇題1、（B）2、（B）3、（A）6、（A）7、（B）8、（D）二、填空題1、（1）沿空間各方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等；2、200K3、53;103。（空氣的摩爾質(zhì)量為29103kgmol1）4、（B）5、（A）9、（C）10、（A）2~2~2（2）vxVyVz。4、物質(zhì)熱現(xiàn)象和熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律；統(tǒng)計(jì)。5、確定一個(gè)物體在空間的位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目；系統(tǒng)所經(jīng)歷的所有中間狀態(tài)都無限接近于平衡狀態(tài)的過程。V0f(v)dv6、理(艸V0vf(v)dv/VV0f(v)dv8、33.3%;8.31105J。另外添加的題目：一、選擇題：1、雙原子理想氣體，做等壓膨脹，若氣體膨脹過程從熱源吸收熱量700J，則該氣體對外做功為（D）A350JB300JC250JD200J2、在PV圖（圖1）中，1mol理想氣體從狀態(tài)A沿直線到達(dá)B,2VaV，則此過程系統(tǒng)的功能和內(nèi)能變化的情況為（C）AA0,E0BA0,E0CA0,E0DA0,E03、某理想氣體分別經(jīng)歷如圖2所示的兩個(gè)卡諾循環(huán)：（abcd）和（abcd），且兩條循環(huán)曲線所圍面積相等。設(shè)循環(huán)的效率為，每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬盏臒崃繛镼，循環(huán)的效率為，每次循環(huán)在高溫Q，則（B）A,QQ;B,QQ;C,QQ;D,QQ4、一熱機(jī)在兩熱源(T1400K,T2300K)之間工作，一循環(huán)過程吸收1800J，放熱TOC\o"1-5"\h\z800J，作功1000J，此循環(huán)可能實(shí)現(xiàn)嗎？(B)A可能；B不可能；C無法判斷。5、有兩個(gè)相同的容器，容積不變，一個(gè)盛有氦氣，另一個(gè)盛有氫氣(均可看成剛性分子)它們的壓強(qiáng)和溫度都相等，現(xiàn)將5J的熱量傳給氫氣，使氫氣溫度升高，如果使氦氣也升高相同的溫度，則應(yīng)向氦氣傳遞的熱量是(C)A6JB5JC3JD2J6、一定量理想氣體，經(jīng)歷某過程后，它的溫度升高了，則根據(jù)熱力學(xué)定理可以斷定：(1)該理想氣體系統(tǒng)在此過程中作了功；(2)在此過程中外界對該理想氣體系統(tǒng)作了功；該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了；在此過程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對外作了正功。以上正確的是(C)A(1),(3)B(2),(3)C(3)D(3),(4)E(4)7、對于理想氣體系統(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)能的增量和對外作的功三者均為負(fù)值：（D）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8、對于室溫下的雙原子分子理想氣體，在等壓膨脹的情況下，系統(tǒng)對外所作的功與從外界吸收的熱量之比A/Q等于：（D）A1/3B1/4C2/5D2/79、摩爾數(shù)相等的三種理想氣體He、N2和C02，若從同一初態(tài)，經(jīng)等壓加熱，且在加熱過TOC\o"1-5"\h\z程中三種氣體吸收的熱量相等，則體積增量最大的氣體是：（A）AHeBN2cCO2D三種氣體的體積增量相同10、如圖所示，一定量理想氣體從體積為y膨脹到V2，AB為等壓過程，AC為等溫過程,AD為絕熱過程，則吸熱最多的是：（A）AAB過程BAC過程CAD過程D不能確定0叫譏11、根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列哪種說法是正確的是：（c）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)闊幔珶岵荒苋孔優(yōu)楣?；C氣體能夠自由膨脹，但不能自由壓縮；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)的能量不能夠變?yōu)橛幸?guī)則運(yùn)動(dòng)的能量。12、汽缸內(nèi)盛有一定的理想氣體，當(dāng)溫度不變，壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，該分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是：（C）AZ和都增大一倍；BZ和—都減為原來的一半;CZ增大一倍而一減為原來的一半;DZ減為原來的一半而增大一倍。13、在恒定不變的壓強(qiáng)下，氣體分子的平均碰撞頻率Z與氣體的熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為（C）精品文檔精品文檔2020、設(shè)某種氣體的分子速率分布函數(shù)為f（v）,則速率在V1V2區(qū)間內(nèi)的分子平均速率為:AZ與T無關(guān)；BZ與、、T成正比;czcz與、、T成反比;DZ與T成正比。M為氣體的質(zhì)量，m為氣體分子的質(zhì)量，M為氣體的質(zhì)量，m為氣體分子的質(zhì)量，N為氣體分子總數(shù)目，n為氣體分子密度,No為阿伏加德羅常數(shù),Mmol為14、一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?，分子平均平?dòng)動(dòng)能相同，而且都處于平衡狀態(tài)，則它們:（C）A溫度相同、壓強(qiáng)相同；B溫度、壓強(qiáng)相同；C溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)；D溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng)。15、已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請判斷下列說法哪個(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。216、按PV恒量規(guī)律膨脹的理想氣體，膨脹后的溫度為：（C）A升高；B不變；C降低；D無法確定17、下列各式中哪一種式表示氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能？（式中摩爾質(zhì)量。）3mAPV;2M3MBPV;2M3mAPV;2M3MBPV;2Mmol3C—nPV;23Mmol2MN°PV18、一定量的理想氣體可以：（D）A保持壓強(qiáng)和溫度不變同時(shí)減小體積；B保持體積和溫度不變同時(shí)增大壓強(qiáng)；C保持體積不變同時(shí)增大壓強(qiáng)降低溫度;D保持溫度不變同時(shí)增大體積降低壓強(qiáng)。19、設(shè)某理想氣體體積為V19、設(shè)某理想氣體體積為V，壓強(qiáng)為P，溫度為T，每個(gè)分子的質(zhì)量為，玻爾茲曼常數(shù)TOC\o"1-5"\h\z為k，則該氣體的分子總數(shù)可以表示為：（C）PVPTPVPTABCD-kVkTkV19、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：（B）A（1），（2），（4）B（1），（2），（3）C（2），（3），（4）D（1）,（3），（4）精品文檔精品文檔(C)v2V2V2V2v1Vf（V）dVV1Vf（V）dVAvf（v）dvBVvf（v）dvCDV1V12f（v）dvof（v）dv21、兩容積不等的容器內(nèi)分別盛有可視為理想氣體的氦氣和氮?dú)猓绻鼈儨囟群蛪簭?qiáng)相同，則兩氣體：（C）A單位體積內(nèi)的分子數(shù)必相同；B單位體積內(nèi)的質(zhì)量必相同；C單位體積內(nèi)分子的平均動(dòng)能必相同：D單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能必相同。22、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，體積比為1：2的氧氣和氦氣（均視為理想氣體）相混合，混合氣體中氧氣和氦氣的內(nèi)能之比為：（C）A1:2B