第六章热力学基础

1第六章热力学基础第七章气体动理论一．选择题：1.若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：(A)pV/m．(B)pV/(kT)．(C)pV/(RT)．(D)pV/(mT)．［］2.三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，而方均根速率之比为2/122/122/12::CBAvvv＝1∶2∶4，则其压强之比Ap∶Bp∶Cp为：(A)1∶2∶4．(B)1∶4∶8．(C)1∶4∶16．(D)4∶2∶1．［］3.若室内生起炉子后温度从15℃升高到27℃，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了(A)0.500．(B)400．(C)900．(D)2100．［］4.关于温度的意义，有下列几种说法：(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度．(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义．(3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．(4)从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度．这些说法中正确的是(A)(1)、(2)、(4)．(B)(1)、(2)、(3)．(C)(2)、(3)、(4)．(D)(1)、(3)、(4)．［］5.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A)温度相同、压强相同．(B)温度、压强都不相同．(C)温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强．(D)温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强．［］6.1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为(A)RT23．(B)kT23．(C)RT25．(D)kT25．［］（式中R为普适气体常量，k为玻尔兹曼常量）27.压强为p、体积为V的氢气（视为刚性分子理想气体）的内能为：(A)25pV．(B)23pV．(C)pV．(D)21pV．［］8.在容积V＝4×10-3m3的容器中，装有压强P＝5×102Pa的理想气体，则容器中气体分子的平动动能总和为(A)2J．(B)3J．(C)5J．(D)9J．［］9.下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？（式中M为气体的质量，m为气体分子质量，N为气体分子总数目，n为气体分子数密度，NA为阿伏加得罗常量）(A)pVMm23．(B)pVMMmol23．(C)npV23．(D)pVNMMA23mol．[]10.若在某个过程中，一定量的理想气体的内能E随压强p的变化关系为一直线(其延长线过E－p图的原点)，则该过程为(A)等温过程．(B)等压过程．(C)等体过程．(D)绝热过程．［］11.一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为(A)(N1+N2)(23kT+25kT)．(B)21(N1+N2)(23kT+25kT)．(C)N123kT+N225kT．(D)N125kT+N223kT．［］12.设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令2Opv和2Hpv分别表示氧气和氢气的最概然速率，则(A)图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；2Opv/2Hpv=4．(B)图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；2Opv/2Hpv＝1/4．(C)图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；2Opv/2Hpv＝1/4．（D）图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；2Opv/2Hpv＝4．[]13.设v代表气体分子运动的平均速率，pv代表气体分子运动的最概然速率，2/12)(v代表气体分子运动的方均根速率．处于平衡状态下理想气体，三种速率关系为(A)pvvv2/12)((B)2/12)(vvvpEpOvf(v)Oab3(C)2/12)(vvvp(D)2/12)(vvvp[]14.已知一定量的某种理想气体，在温度为T1与T2时的分子最概然速率分别为vp1和vp2，分子速率分布函数的最大值分别为f(vp1)和f(vp2)．若T1T2，则(A)vp1vp2，f(vp1)f(vp2)．(B)vp1vp2，f(vp1)f(vp2)．(C)vp1vp2，f(vp1)f(vp2)．(D)vp1vp2，f(vp1)f(vp2)．［］15.速率分布函数f(v)的物理意义为：(A)具有速率v的分子占总分子数的百分比．(B)速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比．(C)具有速率v的分子数．(D)速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数．［］16.若f(v)为气体分子速率分布函数，N为分子总数，m为分子质量，则21d)(212vvvvvNfm的物理意义是(A)速率为2v的各分子的总平动动能与速率为1v的各分子的总平动动能之差．(B)速率为2v的各分子的总平动动能与速率为1v的各分子的总平动动能之和．(C)速率处在速率间隔1v~2v之内的分子的平均平动动能．(D)速率处在速率间隔1v~2v之内的分子平动动能之和．［］17.如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程(A)是平衡过程，它能用p─V图上的一条曲线表示．(B)不是平衡过程，但它能用p─V图上的一条曲线表示．(C)不是平衡过程，它不能用p─V图上的一条曲线表示．(D)是平衡过程，但它不能用p─V图上的一条曲线表示．［］18.一定量的理想气体，从a态出发经过①或②过程到达b态，acb为等温线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递的热量Q1、Q2是(A)Q10，Q20．(B)Q10，Q20．(C)Q10，Q20．(D)Q10，Q20．［］19.一定量的理想气体，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过程吸热．(C)abc过程和def过程都吸热．(D)abc过程和def过程都放热．［］ppVOabc①②pOVabcpOVdef图(1)图(2)420.一定量的理想气体，从p－V图上初态a经历(1)或(2)过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，则气体在(A)(1)过程中吸热，(2)过程中放热．(B)(1)过程中放热，(2)过程中吸热．(C)两种过程中都吸热．(D)两种过程中都放热．［］21.如图表示的两个卡诺循环，第一个沿ABCDA进行，第二个沿ADCAB进行，这两个循环的效率1和2的关系及这两个循环所作的净功W1和W2的关系是=,W1=W2(B),W1=W2．(C)=,W1W2．(D)=,W1W2．［］22.在温度分别为327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为(A)25％(B)50％(C)75％(D)91.74％［］23.根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的．(A)热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体．(B)功可以全部变为热，但热不能全部变为功．(C)气体能够自由膨胀，但不能自动收缩．(D)有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量．二、填空题［］24.某容器内分子数密度为1026m-3，每个分子的质量为3×10-27kg，设其中1/6分子数以速率v＝200m/s垂直地向容器的一壁运动，而其余5/6分子或者离开此壁、或者平行此壁方向运动，且分子与容器壁的碰撞为完全弹性的．则（1）每个分子作用于器壁的冲量ΔP＝_______________；(2)每秒碰在器壁单位面积上的分子数0n＝________________；(3)作用在器壁上的压强p＝___________________．25.下面给出理想气体的几种状态变化的关系，指出它们各表示什么过程．(1)pdV=(M/Mmol)RdT表示____________________过程．(2)Vdp=(M/Mmol)RdT表示____________________过程．(3)pdV+Vdp=0表示____________________过程．pOVab(1)(2)BACDCDVp526.1mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27℃，这瓶氧气的内能为________________J；分子的平均平动动能为____________Ｊ；分子的平均总动能为_____________________Ｊ．(摩尔气体常量R=8.31J·mol-1·K-1玻尔兹曼常量k=1.38×10-23Ｊ·K-1）27.分子的平均动能公式ikT21(i是分子的自由度)的适用条件是_______________________________________________________．室温下1mol双原子分子理想气体的压强为p，体积为V，则此气体分子的平均动能为_________________．28.储有氢气的容器以某速度v作定向运动，假设该容器突然停止，气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，此时容器中气体的温度上升0.7K,则容器作定向运动的速度v=______________________m/s，容器中气体分子的平均动能增加了_______________________J．(普适气体常量R=8.31J·mol1·K1,玻尔兹曼常量k=1.38×1023J·K1，氢气分子可视为刚性分子．）29.图示的两条曲线分别表示氦、氧两种气体在相同温度T时分子按速率的分布，其中(1)曲线I表示________气分子的速率分布曲线；曲线II表示________气分子的速率分布曲线．(2)画有阴影的小长条面积表示________________________________________________(3)分布曲线下所包围的面积表示_______________________________________________________________________________．30.用总分子数N、气体分子速率v和速率分布函数f(v)表示下列各量：(1)速率大于v0的分子数＝____________________；(2)速率大于v0的那些分子的平均速率＝_________________；(3)多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v0的概率＝_____________．31.已知f(v)为麦克斯韦速率分布函数，vp为分子的最概然速率．则pfvvv0d表示___________________________________________；速率v＞vp的分子的平均速率表达式为______________________．32.不规则地搅拌盛于绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则：(1)外界传给系统的热量_________零；(2)外界对系统作的功__________零；(3)系统的内能的增量___________零；（填大于、等于、小于）33.要使一热力学系统的内能增加，可以通过________________________或______________________两种方式，或者两种方式兼用来完成．热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于_______________，ⅠⅡvf(v)Ovv+v6而与_______________________无关．34.右图为一理想气体几种状态变化过程的p－V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)温度降低的是__________过程；(2)气体放热的是__________过程．35.一定量理想气体，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