气体动热练习题(含答案)

---------------------------Page1(版权属物理教研室•严禁非法复印！)--------------------------（温度、气体动理论及热力学基础）1．如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强为。2．对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W/Q等于。3．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．4．一超声波源发射超声波的功率为10W．假设它工作10s，并且全部波动能量都被1mol氧气吸收而用于增加其内能，则氧气的温度升高了多少？(氧气分子视为刚性分子，普适气体常量R＝8.31J·mol-1·K-1)5．设以氮气(视为刚性分子理想气体)为工作物质进行卡诺循环，在绝热膨胀过程中气体的体积增大到原来的两倍，求循环的效率．6．一瓶氦气和一瓶氮气分子数密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则氦气的温度氮气的温度，氦气的压强氮气的压强。(选填：相等、大于、小于)7．一定量的理想气体，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，Q20．8．给定理想气体(比热比为)，从标准状态(p0,V0,T0)开始作绝热膨胀，体积增大到2倍．膨胀后温度T、压强p与标准状态时T0、p0之关系为(A)021TT)(；0121pp)(．(B)0121TT)(；021pp)(．(C)021TT)(；0121pp)((D)0121TT)(；021pp)(．9．对一定质量的理想气体进行等温压缩．若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×1024，则当压强升高到初始值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应为__________．10．一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．11．一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是_____________________，而随时间不断变化的微观量是_______________________.12．当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比eHH2MM和内能比p0abc①②pOV---------------------------Page2(版权属物理教研室•严禁非法复印！)--------------------------eHH2EE．（将氢气视为刚性双原子分子气体）13．计算下列一组粒子的平均速率和方均根速率．粒子数Ni24682速率vi(m/s)10.020.030.040.050.014．如果一定量的理想气体，其体积和压强依照2paV的规律变化，其中a为已知常量．试求：(1)气体从体积V1膨胀到V2所作的功；(2)气体体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比．15．如图所示，AB、DC是绝热过程，CEA是等温过程，BED是任意过程，组成一个循环。若图中EDCE所包围的面积为70J，EABE所包围的面积为30J，过程中系统放热100J，求BED过程中系统吸热为多少？16．关于温度的意义，有下列几种说法：(1)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．(2)气体的温度是分子平均平动动能的量度．(3)从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度．(4)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．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)．17．在下列说法(1)可逆过程一定是平衡过程．(2)平衡过程一定是可逆的．(3)不可逆过程一定是非平衡过程．(4)非平衡过程一定是不可逆的．中，哪些是正确的？18．一个绝热容器，用质量可忽略的绝热板分成体积相等的两部分．两边分别装入质量相等、温度相同的H2气和O2气．开始时绝热板P固定．然后释放之，板P将发生移动(绝热板与容器壁之间不漏气且摩擦可以忽略不计)，在达到新的平衡位置后，试比较两边温度的高低。19．如图，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态B(pA＝pB)，则无论经过的是什么过程，系统必然(A)对外作正功．(B)对外作负功．(C)内能增加．(D)从外界吸热．(E)向外界放热．20．气体分子间的平均距离l与压强p、温度T的关系为______________，在压强为1atm、温度为0℃的情况下，气体分子间的平均距离l＝________________m．（玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23J·K1）21．一定量的理想气体，经等温过程从压强P0增至2P0，则描述分子运动的下列各量与原来的量值之比：平均自由程0、平均速率0vv、平均动能0KK各为多少？22．一密封房间的体积为5×3×3m3，室温为20℃，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少？如果气体的温度升高1.0Ｋ，而体积不变，则气体的内能变化多少？气体分子的方均根速率增加多少？已知空气的密度＝1.29kg/m3，摩尔质量Mmol＝29×10-3kg/mol，pVOABEDCpOVABH2O2P---------------------------Page3(版权属物理教研室•严禁非法复印！)--------------------------且空气分子可认为是刚性双原子分子．（普适气体常量R＝8.31J·mol-1·K-1)23．1mol的理想气体，完成了由两个等体过程和两个等压过程构成的循环过程(如图)，已知状态1的温度为T1，状态3的温度为T3，且状态2和4在同一条等温线上．试求气体在这一循环过程中作的功．24．试求1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时的其内能（普适气体常量和玻尔兹曼常量分别用R和k表示）25．容积恒定的容器内盛有一定量某种理想气体，其分子热运动的平均自由程为0，平均碰撞频率为0Z，若气体的热力学温度降低为原来的1/2倍，则此时分子平均自由程和平均碰撞频率Z分别为多少？26．一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为p1，V1，T1的平衡态，后来变到压强，体积，温度分别为p2，V2，T2的终态．若已知V2V1，且T2=T1，则以下各种说法中正确的是：(A)不论经历的是什么过程，气体对外净作的功一定为正值．(B)不论经历的是什么过程，气体从外界净吸的热一定为正值．(C)若气体从始态变到终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少．(D)因未给定气体所经历具体过程，气体对外净作功和净吸热的正负皆无法判断。27．质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍．那么气体温度的改变(绝对值)在(A)绝热过程中最大，等压过程中最小．(B)绝热过程中最大，等温过程中最小．(C)等压过程中最大，绝热过程中最小．(D)等压过程中最大，等温过程中最小．28．一定量的理想气体经历acb过程时吸热1000J．则经历acbda过程时，试求系统吸收的热量。29．一定量理想气体经历的循环过程用V－T曲线表示如图．在一次循环过程中，气体从外界纯吸热的过程是，纯放热的过程是。30．从分子动理论导出的压强公式来看,气体作用在器壁上的压强,决定于_________和___________．31．容积为20.0L(升)的瓶子以速率v＝200m·s-1匀速运动，瓶子中充有质量为100g的氦气．设瓶子突然停止，且气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，瓶子与外界没有热量交换，求热平衡后氦气的温度、压强、内能及氦气分子的平均动能各增加多少?(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)32．一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用后瓶内氧气的质量减少为原来的四分之一，其压强降为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2及使用前后分子热运动平均速率之比21/vv．pOV1234p(×105Pa)V(×103m3)abcdeO1414TVOABC---------------------------Page4(版权属物理教研室•严禁非法复印！)--------------------------“气体动、热学”参考答案：1.20p2.723.分子速率介于0～vp间的气体分子数占分子总数的百分比或速率介于0～vp间分子出现的概率；ppffvvvvvvvdd4.4.81K5.24.2%6.相等；相等7.A8.B9.3.92×1024m-310.111.p,V,T；分子的速度、动能、动量等12.1/2；5/313.m/s83111511.iiiNjjvNNvNv；m/s73311512122.iiiNjjvNNvNv14.(1))(//23123232VVaW；(2)23212123//.VVTTConstTV15.(J)1401003070)(放吸QWQ16.A17.(1)、(4)18.O2温度比H2温度高19.(C)20.33,pkTllnnkTp/)(；m103439.21.210；10vv；0KK＝122.2710211.N，J10347J1007623621..kkNkTJTRMVTRiEmol410164252.0643213222.)()(vdTTMRvdMRTvmolmolm/s23.312TTT，)()())((3131231131222TTTTRTTTRVVppW24.RTE2525.0002221ZZnnvv,，026.D27.D28.-200J29.BA；ACB30.分子数密度n，分子的平均平动动能kt31.TJmvTRiE20002122＝6.42K；410676.VTRpPa；22103312.TkikJ32.1224ppT；21212ppvv