大学物理气体动理论热力学基础复习题及答案详解课件.doc

....第12章气体动理论一、填空题：1、一打足气的自行车内胎，若在7℃时轮胎中空气压强为4.0×510pa.则在温度变为37℃，轮胎内空气的压强是。（设内胎容积不变）2、在湖面下50.0m深处（温度为4.0℃），有一个体积为531.010m的空气泡升到水面上来，若湖面的温度为17.0℃，则气泡到达湖面的体积是。（取大气压强为5p01.01310pa）3、一容器内储有氧气，其压强为5p01.0110pa，温度为27.0℃，则气体分子的数密度为；氧气的密度为；分子的平均平动动能为；分子间的平均距离为。（设分子均匀等距排列）4、星际空间温度可达2.7k，则氢分子的平均速率为，方均根速率为，最概然速率为。5、在压强为51.0110pa下，氮气分子的平均自由程为66.010cm，当温度不变时，压强为，则其平均自由程为1.0mm。6、若氖气分子的有效直径为82.5910cm，则在温度为600k，压强为21.3310pa时，氖分子1s内的平均碰撞次数为。7、如图12-1所示两条曲线(1)和(2),分别定性的表示一定量的f(v)某种理想气体不同温度下的速率分布曲线,对应温度高的曲线(1)(2)是.若图中两条曲线定性的表示相同温vO度下的氢气和氧气的速率分布曲线,则表示氧气速率分布曲线的图12-1是.8、试说明下列各量的物理物理意义：（1）12kT，（2）32kT，（3）i2kT，（4）i2RT，（5）32RT，（6）MiMmol2RT。参考答案：1、54.4310pa2、536.1110m....3、25332192.4410m1.30kgm6.2110J3.4510m4、212111.6910ms1.8310ms1.5010ms25、6.06pa6、613.8110s7、（2），（2）8、略二、选择题：教材习题12-1，12-2，12-3，12-4.（见课本p207～208）参考答案：12-1～12-4C,C,B,B.第十三章热力学基础一、选择题1、有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分子）它们的压强和温度都相等，现将5J的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是（）（A）6J（B）5J（C）3J（D）2J2、一定量理想气体，经历某过程后，它的温度升高了，则根据热力学定理可以断定：（1）该理想气体系统在此过程中作了功；（2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功；（3）该理想气体系统的内能增加了；（4）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功。以上正确的是：（）（A）（1），（3）（B）（2），（3）（C）（3）（D）（3），（4）3、摩尔数相等的三种理想气体He、N2和CO2，若从同一初态，经等压加热，且在加热过程中三种气体吸收的热量相等，则体积增量最大的气体是：（）（A）He（B）N2（C）CO2（D）三种气体的体积增量相同4、如图所示，一定量理想气体从体积为V1膨胀到V2，AB为等压过P程，AC为等温过程AD为绝热过程。则吸热最多的是：AB（）（A）AB过程（B）AC过程（C）AD过程（D）不能确定CD0V1V2Pa5、卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中abcda增大为ab’c’，d那a么循环abcda与ab’c’所d作a的净功和热机效率bb’T1的变化情况是：（）dc’cT2V....(A)净功增大，效率提高；(B)净功增大，效率降低；(C)净功和效率都不变；(D)净功增大，效率不变。6、根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的是：（）(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，但不能自由压缩；(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够变为有规则运动的能量。7、理想气体向真空作绝热膨胀（）(A)膨胀后，温度不变，压强减小．(B)膨胀后，温度降低，压强减小．(C)膨胀后，温度升高，压强减小．(D)膨胀后，温度不变，压强不变．8、1mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A、B两态的压强、体积和温度都知道，则可求出：（）(A)气体所作的功.(B)气体内能的变化.(C)气体传给外界的热量.(D)气体的质量.9、有人设计一台卡诺热机(可逆的)．每循环一次可从400K的高温热源吸热1800J，向300K的低温热源放热800J．同时对外作功1000J，这样的设计是（）(A)可以的，符合热力学第一定律．(B)可以的，符合热力学第二定律．(C)不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量．(D)不行的，这个热机的效率超过理论值．10、一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后（）(A)温度不变，熵增加．(B)温度升高，熵增加．(C)温度降低，熵增加．(D)温度不变，熵不变．二、填充题1、要使一热力学系统的内能变化，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，而与无关。2、将热量Q传给一定质量的理想气体。（1）若体积不变，热量转化为；（2）若温度不变，热量转化为。3、卡诺循环是由两个过程和两个过程组成的循环过程。卡诺循环的效率只与有关，卡诺循环的效率总是（大于、小于、等于）1。4、一定量理想气体沿a→b→c变化时作功Wabc=615J，气体在b、c两状态的内能差EbE500J。那么气体循环一周，所作净功c....WJ，向外界放热为QJ，等温过程中气体作功WabJ。5、常温常压下，一定量的某种理想气体（可视为刚性双原子分子），在等压过程中吸热WE为Q，对外作功为W，内能增加为E，则=__,=_________。QQ6、pV图上封闭曲线所包围的面积表示物理量，若循环过程为逆时针方向，则该物理量为。（填正或负）7、一卡诺热机低温热源的温度为27C,效率为40%,高温热源的温度T1=.8、设一台电冰箱的工作循环为卡诺循环,在夏天工作,环境温度在35C,冰箱内的温度为0C,这台电冰箱的理想制冷系数为e=.9、一循环过程如图所示，该气体在循环过程中吸热和V放热的情况是a→b过程，b→c过程，cab→a过程。c10、将1kg温度为010C的水置于020C的恒温热源内，oT最后水的温度与热源的温度相同，则水的熵变为，热源的熵变为。（水的比热容为34.1810JkgK，ln1.03530.035）参考答案：一、1、C2、C3、A4、A5、D6、C7、A8、B9、D10、A二、1、作功，传热，始末状态，过程2、理想气体的内能，对外作功3、绝热，等温，4、115J，500J，615J5、27，576、功，负7、500K118、7.89、吸热，放热，吸热10、146.3JK,142.7JK自测题5一、选择题1、一定量某理想气体按2pV恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度（）（A）将升高（B）将降低（C）不变（D）不能确定。....2、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为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为（）（A）pVm（B）pV(kT)（C）pV(RT)（D）pV(mT)3、如题5.1.1图所示，两个大小不同的容器用均匀的细管相连，管中有一水银作活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气，当温度相同时，水银滴静止于细管中央，试问此时这两种气体的密度哪个大？（）（A）氧气的密度大。（B）氢气的密度大。（C）密度一样大。（D）无法判断。4、若室内生起炉子后温度从015C升高到027C，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了（）（A）0.5%（B）4%（C）9%（D）21%5、一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度升高时，分子的平均碰撞次数Z和平均自由程的变化情况是（）（A）Z增大，不变。（B）Z不变，增大。（C）Z和都增大。（D）Z和都不变。6、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（如题5.1.2图所示），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,Q207、如题5.1.3图，一定量的理想气体经历acb过程时吸热200J。则经历acbda过程时，吸热为（）（A）1200J（B）1000J（C）700J（D）1000Jpa①5p10paOad4ccb②b1eOV14题5.1.2图题图5.1.3o33V10m....8、一定量的理想气体，分别进行如题5.1.4图所示的两个卡诺循环abcda和abcda。若在PV图上这两个循环曲线所围面积相等，则可以由此得知这两个循环（）aab（A）效率相等。b（B）由高温热源处吸收的热量相等。（C）在低温热源处放出的热量相等。ddcc题5.1.4图（D）在每次循环中对外做的净功相等。9、“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功。”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？（）（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。（B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律。10、一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V增至V2，在此过程中气体的（）1（A）内能不变，熵增加。（B）内能不变，熵减少。（C）内能不变，熵不变。（D）内能增加，熵增加。二、填空题：1、在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是（1）；（2）。2、在定压下加热一定量的理想气体。若使其温度升高1K时，它的体积增加了0.005倍，则气体原来的温度是。3、在相同的温度和压强下，各为单位体积的氢气（视为刚性双原子分子气体）与氦气的内能之比为。4、分子物理学是研究的学科，它应用的基本方法是方法。5、解释名词：自由度。准静态过程。6、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v的分子数=；0....（2）速率大于v的那些分子的平均速率=；0（3）多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v的概率=。07、常温常压下，一定量的某种理想气体（可视为刚性分子、自由度为i），在等压过程中吸热为Q，对外做功为A，内能增加为E，则AQ=。8、有一卡诺热机，用29kg空气为工作物质，工作在027C的高温热源与073C的低温热源之间，此热机的效率。若在等温膨胀过程中气缸体积增大2.718倍，则此热机每一循环所做的功为。（空气的摩尔质量为312910kgmol）自测题5参考答案一、选择题1、（B）2、（B）3、（A）4、（B）5、（A）6、（A）7、（B）8、（D）9、（C）10、（A）二、填空题1、（1）沿空间各方向运动的分子数目相等；（2）222vvv。xyz2、200K3、53;1034、物质热现象和热运动规律；统计。5、确定一个物体在空间的位置所需要的独立坐标的数目；系统所经历的所有中间状态都无限接近于平衡状态的过程。6、Nf(v)dvvf(v)dv/f(v)dvf(v)dvvvvv00007、2i;i2i28、533.3%;8.3110J。....另外添加的题目：一、选择题：1、双原子理想气体，做等压膨胀，若气体膨胀过程从热源吸收热量700J，则该气体对外做功为（D）A350JB300JC250JD200J2、在PV图(图1)中，1mol理想气体从状态A沿直线到达B，2VAV，则此过程系统B的功能和内能变化的情况为（C）AA0,E0BA0,E0CA0,E0DA0,E03、某理想气体分别经历如图2所示的两个卡诺循环：(abcd)和(abcd)，且两条循环曲线所围面积相等。设循环的效率为，每次循环在高温热源处吸收的热量为Q，循环的效率为，每次循环在高温Q，则（B）A,QQ;B,QQ;C,QQ;D,QQ4、一热机在两热源（TKTK）之间工作，一循环过程吸收1800J，放热1400,230