热学习题总结

《热学习题总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热学习题总结（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 1 一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一直线(其延长线过EV图的原点)，则此直线表示的过程为： (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 2一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当压强降低时，分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是： (A) 和都增大 (B) 和都减小 (C) 增大而减小 (D) 减小而增大 3一定量的理想气体，分别经历如图(1) 所示的abc过程，(图中虚线ac为等温线)，和图(2) 所示的def过程(图中虚线df为绝热线)判断这两种过程是吸热还是放热 (A) abc过程吸热，def过程放热 (B) abc过程放热，def过程吸

2、热 (C) abc过程和def过程都吸热 (D) abc过程和def过程都放热 41 mol理想气体从pV图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2)过程到达末态b已知Ta Q20 (B) Q2 Q10 (C) Q2 Q10 (D) Q1 Q20 5一定量理想气体经历的循环过程用VT曲线表示如图在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是 (A) AB (B) BC (C) CA (D) BC和BC 6一定量某理想气体所经历的循环过程是：从初态(V0,T0)开始，先经绝热膨胀使其体积增大1倍，再经等体升温回复到初态温度T0，最后经等温过程使其体积回复为V0，则气体在此循环过程中 (A) 对外作的净功

3、为正值 (B) 对外作的净功为负值 (C) 内能增加了 (D) 从外界净吸的热量为正值 7理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍，则始、末两态的温度T1与T2和始、末两态气体分子的平均自由程与的关系为(A) ，. (B) ，.(C) ，. (D) ， 8气缸中有一定量的氮气(视为刚性分子理想气体)，经过绝热压缩，使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？ (A) 22/5 (B) 22/7 (C) 21/5 (D) 21/7 二填空题9若i是气体刚性分子的运动自由度数，则ikT所表示的是_10已知大气压强随高度h的变化规律为 设气温t5 ，同时测得海平面的气压和山

4、顶的气压分别为 750 mmHg和 590 mmHg，则山顶的海拔h_m. (普适气体常量R8.31 Jmol-1K-1,空气的摩尔质量Mmol2910-3 kg / mol ，p0为h=0处的压强符号exp(a)，即ea11已知大气中分子数密度n随高度h的变化规律 式中n0为h=0处的分子数密度若大气中空气的摩尔质量为Mmol，温度为T，且处处相同，并设重力场是均匀的，则空气分子数密度减少到地面的一半时的高度为_(符号exp(a)，即ea )12. 图示的两条f(v)v曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线由此可得 氢气分子的最概然速率为_； 氧气分子的最概然速率为_13已

5、知f(v)为麦克斯韦速率分布函数，N为总分子数，则 (1) 速率v 100 ms-1的分子数占总分子数的百分比的表达式为_； (2) 速率v 100 ms-1的分子数的表达式为_ 14一定量的某种理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高为原来的4倍；再经过等温过程使其体积膨胀为原来的2倍，则分子的平均碰撞频率变为原来的_倍 15 一定量的理想气体，经等压过程从体积V 0膨胀到2V 0，则描述分子运动的下列各量与原来的量值之比是 (1) 平均自由程_ (2) 平均速率_ (3) 平均动能_ 16一定量的某种理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高为原来的2倍;再经过等压过程使其体积膨胀为原来

6、的2倍，则分子的平均自由程变为原来的_倍 17如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为S1和S2，那么 (1) 如果气体的膨胀过程为a1b，则气体对外做功W_； (2) 如果气体进行a2b1a的循环过程，则它对外做功W_ 18一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3)绝热过程其中：_过程气体对外作功最多；_过程气体内能增加最多；_过程气体吸收的热量最多 19右图为一理想气体几种状态变化过程的pV图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中： (1) 温度升高的是_过程； (2) 气

7、体吸热的是_过程20一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27，热机效率为40，其高温热源温度为_ K今欲将该热机效率提高到50，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加_ K21有摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，b-a为等压线，pc=2pa令气体进行a-b的等压过程时吸热Qab，则在此循环过程中气体净吸热量Q_Qab (填入：，或) 22 在平衡状态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f (v)、分子质量为m、最可几速率为vp，试说明下列各式的物理意义： （1）表示 ； （2）表示 。23 摩尔数相同的两种刚性理想气体，第一种由单原子分子组成，第二种

8、由双原子分子组成，现两种气体从同一初态出发，经历一准静态等压过程，体积膨胀到原来的两倍（假定气体的温度在室温附近）。在两种气体经历的过程中，外界对气体作的功A1与A2之比A1 /A2为 ；两种气体内能的变化U1与U2之比为 。题25用图24 以可逆卡诺循环方式工作的致冷机，在某环境下它的致冷系数为=30.3，在同样环境下把它用作热机，则其效率为 %。25 如图所示，AB、CD是绝热过程，DEA是等温过程，BEC是任意过程，组成一循环过程，若图中ECD所包围的面积为70J，EAB所包围的面积为30J，DEA过程中系统放热100J，则（1）整个循环过程（ABCDEA）系统对外作功为 ；（2）BEC

9、过程中系统从外界吸热为 。三计算题26有 210-3 m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75102 J (1) 试求气体的压强； (2) 设分子总数为 5.41022个，求分子的平均平动动能及气体的温度 (玻尔兹曼常量k1.3810-23 JK-1)273 mol温度为T0 =273 K的理想气体，先经等温过程体积膨胀到原来的5倍，然后等体加热，使其末态的压强刚好等于初始压强，整个过程传给气体的热量为Q = 8104 J试画出此过程的pV图，并求这种气体的比热容比g = Cp / CV值 (普适气体常量R=8.31Jmol-1K-1) 281 mol单原子分子的理想气体，经历如图所示的可

10、逆循环，联结ac两点的曲线的方程为, a点的温度为T0 (1) 试以T0 , 普适气体常量R表示、过程中气体吸收的热量。(2) 求此循环的效率。(提示：循环效率的定义式=1- Q2 /Q1， Q1为循环中气体吸收的热量，Q2为循环中气体放出的热量。)29气缸内盛有单原子分子的理想气体，若绝热压缩使其体积减半，问气体分子的方均根速率变为原来的几倍？30绝热容器中有一定量的气体，初始压强和体积分别为p0和V0用一根通有电流的电阻丝对它加热(设电阻不随温度改变)在加热的电流和时间都相同的条件下，第一次保持体积V0不变，压强变为p1；第二次保持压强p0不变，而体积变为V1试证明该气体的比热容比 (不计

11、电阻丝的热容量) 31（10分）在由图所示的循环(称焦耳循环)中,设 t1=27 , t2=127 。问燃烧50kg汽油可得到多少功?（已知Qa=4.69109 J.kg-1 ) 题28用图32. (10分)一致冷机用理想气体为工作物质进行如图所示的循环过程，其中ab、cd分别是温度为T2、T1的等温过程，bc、da为等压过程试求该致冷机的致冷系数 答案：BDAAA BBD9在温度为T的平衡态下，每个气体分子的热运动平均能量(或平均动能) (注：此题答案中不指明热运动或无规运动，不得分) 3分10. 195011. 12 2000 m.s-1; 500 m.s-113. ，14. 115. 2

12、; ;216. 217. S1+S2; -S118. 等压，等压，等压19BM，CM；CM20500; 10021. 22最概然速率到无穷速率区间的分子数占总分子数的百分比， （2分）；分子的平均平动能。 （1分）23 1 （2分）； （1分）24 3.2% （3分）25 40J （2分）；140J （1分）26解：(1) 设分子数为N .据 E = N (i / 2)kT 及 p = (N / V)kT 得 p = 2E / (iV) = 1.35105 Pa 4分 (2) 由 得 J 3分又 得 T = 2 E / (5Nk)362k 3分27解：初态参量p0、V0、T0末态参量p0、5V

13、0、T 由 p0V0 /T0 = p0(5V0) /T 得 T = 5T0 1分pV图如图所示 2分等温过程： E=0 QT =WT =( M /Mmol )RT ln(V2 /V1) =3RT0ln5 =1.09104 J 2分 等体过程： WV = 0 QV =EV = ( M /Mmol )CVT =( M /Mmol )CV(4T0) =3.28103CV 2分由 Q= QT +QV 得 CV =(QQT )/(3.28103)=21.0 Jmol-1K-1 3分28解：设a状态的状态参量为p0, V0, T0，则pb=9p0, Vb=V0, Tb=(pb/pa)Ta=9T0 1分 1

14、分 pc Vc =RTc Tc = 27T0 1分(1) 过程 1分 过程 Qp = C p(Tc Tb ) = 45 RT0 1分 过程 3分(2)29解：由绝热方程 得 2分故 1分单原子分子气体 2分30证：电阻丝的电阻不变，且两次加热的电流I和时间t都相同，据Q = I 2Rt 气体两次状态变化过程中从电阻丝吸的热是相等的，即有 QV = Qp 2分设气体初始温度为T0，第一次加热后温度变为T1，第二次加热后温度变为T2，则 QV = (M /Mmol)CV (T1T0) 2分 Qp = (M /Mmol)Cp (T2T0) 2分所以 (M /Mmol)CV (T1T0) = (M /Mmol)Cp (T2T0) 1分故 3分31（10分）已知：T1=273+27=300K T2=273+127=400K M=50Kg 解: Q1= Q23=Cp.m(T3-T2) 分|Q2|= Q41=Cp.m(T1-T4) 分, 所以， ， ，所以 ， =25% 分分32 解：在ab过程中，外界作功为 2分在bc过程中，外界作功 2分在cd过程中从低温热源T1吸取的热量等于气体对外界作的功，其值为 2分在da过程中气体对外界作的功为 2分致冷系数为 2分10