大学物理 气体动理论 热力学基础 复习题及答案详解[教学试题].doc

《大学物理 气体动理论 热力学基础 复习题及答案详解[教学试题].doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理 气体动理论 热力学基础 复习题及答案详解[教学试题].doc（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、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.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）3、一容器内储有氧气，其压强为，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、在压强为下，氮气分子的平均自由程为，当温度不变时，压强为 ，

2、则其平均自由程为1.0mm。6、若氖气分子的有效直径为，则在温度为600k，压强为时，氖分子1s内的平均碰撞次数为 。vf(v)O图12-1(1)(2)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,对应温度高的曲线是 .若图中两条曲线定性的表示相同温 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是 . 8、试说明下列各量的物理物理意义：（1） ， （2） ， （3） ， （4） ， （5） ， （6） 。参考答案：1、 2、3、4、5、 6、 7、（2） ，（2）8、略二、选择题： 教材习题12-1，12-2，12-3，12

3、-4. （见课本p207208）参考答案：12-112-4 C, 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 5 J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） 6 J （B） 5 J （C） 3 J （D） 2 J 2、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

4、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 PBCDA0 V1 V2 V4、如图所示，一定量理想气体从体积为V1膨胀到V2，AB为等压过程，AC为等温过程AD为绝热过程。则吸热最多的是： （ ） （A） AB过程 （B）AC过程 （C） AD过程 （D）不能确定 P abbd cT1T

5、2cV 5、卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中abcda增大为abcda ，那么循环abcda与abcda所作的净功和热机效率的变化情况是： （ ） (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

6、 （ ） (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 400 K的高温热源吸热1800 J，向 300 K的低温热源放热 800 J同时对外作功1000 J，这样的设计是 （ ） (A) 可以的，符合热

7、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

8、；（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abc变化时作功=615J，气体在b、c两状态的内能差。那么气体循环一周，所作净功 ，向外界放热为 ，等温过程中气体作功 。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），在等压过程中吸热为Q，对外作功为W，内能增加为，则=_ _,=_。6、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 =

9、 .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= .abcoVT9、一循环过程如图所示，该气体在循环过程中吸热和放热的情况是ab过程 ，bc过程 ，ca过程 。10、将1kg温度为的水置于的恒温热源内，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）参考答案：一、1、C 2、C 3、A 4、A 5、D 6、C 7、A 8、B 9、D 10、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、， 5、， 6、功，负 7、 8、7.8 9、吸热，放热，吸热

10、10、自测题5一、选择题1、一定量某理想气体按恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度 （ ） （）将升高 （）将降低 （）不变 （）不能确定。2、若理想气体的体积为，压强为，温度为，一个分子的质量为，为玻尔兹曼常量，为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为 （ ）（） （） （） （）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？ （ ）（）氧气的密度大。 （）氢气的密度大。 （）密度一样大。 （）无法判断。4、若室内生起炉子后温度从升高到，而室内气压不变，则此

11、时室内的分子数减少了 （ ）（） （） （） （）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和平均自由程的变化情况是 （ ）（）增大，不变。 （）不变，增大。（）和都增大。 （）和都不变。6、一定量的理想气体，从态出发经过或过程到达态，为等温线（如题5.1.2图所示），则，两过程中外界对系统传递的热量是 （ ）（） （）（） （）7、如题5.1.3图，一定量的理想气体经历过程时吸热。则经历过程时，吸热为 （ ）题5.1.2图1414题5.1.3图（） （） （） （）题5.1.4图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和。若在图上这两个

12、循环曲线所围面积相等，则可以由此得知这两个循环 （ ）（）效率相等。 （）由高温热源处吸收的热量相等。（）在低温热源处放出的热量相等。（）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？ （ ） （）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律。（）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律。（）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律。（）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，体积由增至，在此过程中气体的（ ） （）内能不变，熵增加。 （）内能不变，

13、熵减少。（）内能不变，熵不变。 （）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，气体分子速率和速率分布函数表示下列各量：（1）速率大于的分子数= ；（2）速率大于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

14、的概率= 。7、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），在等压过程中吸热为，对外做功为，内能增加为，则= 。8、有一卡诺热机，用空气为工作物质，工作在的高温热源与的低温热源之间，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）自测题5参考答案一、 选择题 1、（） 2、（） 3、（） 4、（） 5、（） 6、（） 7、（） 8、（） 9、（） 10、（）二、填空题 1、（1）沿空间各方向运动的分子数目相等； （2）。2、 3、 4、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

15、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、7、 8、。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，则该气体对外做功为（ D ）A B C D 2、在图(图1)中，理想气体从状态沿直线到达，则此过程系统的功能和内能变化的情况为（ C）A B C D 3、某理想气体分别经历如图2所示的两个卡诺循环：和，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，循环的效率为，每次循环在高温，则（B ）A ; B ; C ; D 4、一热机在两热源（）之间工作，一循环过程吸收，放热，作功，此循环可能实现吗？（ B ）

16、A 可能；B 不可能；C 无法判断。5、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，现将的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高相同的温度，则应向氦气传递的热量是（C）A B C D6、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（ C ）A (1),(3) B (2),(3) C (3) D(3),(4) E(4)7

17、、对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值：（ D ）A等容降压过程 B 等温膨胀过程 C 绝热膨胀过程 D等压压缩过程8、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等于：( D )A B C D 9、摩尔数相等的三种理想气体、和，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 ）A B C D三种气体的体积增量相同10、如图所示，一定量理想气体从体积为膨胀到，为等压过程，为等温过程，为绝热过程，则吸热最多的是：（A）A 过程 B 过程 C 过

18、程 D不能确定11、根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的是：（C ）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。12、汽缸内盛有一定的理想气体，当温度不变，压强增大一倍时，该分子的平均碰撞频率和平均自由程的变化情况是：（C）A 和都增大一倍； B 和都减为原来的一半； C 增大一倍而减为原来的一半； D减为原来的一半而增大一倍。13、在恒定不变的压强下，气体分子的平均碰撞频率与气体的热力学温度的关系为（C）

19、A 与无关； B与成正比； C与成反比； D与成正比。14、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且都处于平衡状态，则它们：( C )A 温度相同、压强相同；B温度、压强相同；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。15、已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？A氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强；B氧分子的质量比氢分子大，所以氧气密度一定大于氢气的密度；C氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大；D氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。16、按恒量规

20、律膨胀的理想气体，膨胀后的温度为：（ C ）A升高；B不变；C降低；D无法确定17、下列各式中哪一种式表示气体分子的平均平动动能？（式中为气体的质量，为气体分子的质量，为气体分子总数目，为气体分子密度，为阿伏加德罗常数，为摩尔质量。）A ; B ; C ; D 18、一定量的理想气体可以：（D）A保持压强和温度不变同时减小体积；B保持体积和温度不变同时增大压强；C保持体积不变同时增大压强降低温度；D保持温度不变同时增大体积降低压强。19、设某理想气体体积为，压强为，温度为，每个分子的质量为，玻尔兹曼常数为，则该气体的分子总数可以表示为：（C）A B C D19、关于温度的意义，有下列几种说法：

21、（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；上述说法中正确的是：（B）A（1），（2），（4） B（1），（2），（3） C（2），（3），（4） D（1），（3），（4）20、设某种气体的分子速率分布函数为，则速率在区间内的分子平均速率为：（C）A B C D21、两容积不等的容器内分别盛有可视为理想气体的氦气和氮气，如果它们温度和压强相同，则两气体：（C）A单位体积内的分子数必相同；B单位体积内的质量必相同；C单位体积内分子

22、的平均动能必相同：D单位体积内气体的内能必相同。22、在标准状态下，体积比为的氧气和氦气（均视为理想气体）相混合，混合气体中氧气和氦气的内能之比为：（C）A B C D填空题：1、要使一热力学系统的内能增加，可以通过（传热）或（作功）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（初末状态），而与（过程）无关。2、氧气在温度下等温压缩，气体放出的热量为，则被压缩后的气体的体积为原体积的（）倍，而压强为原来压强的（2）倍。3、一热机从温度为的高温热源吸热，向温度为的低温热量放热，若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热，则此热机每一循环作功为（ ）。4、一卡诺

23、热机在每次循环中都要从温度为的高温热源吸热，向低温热源放热，低温热源的温度为（）。5、汽缸内有单原子理想气体，若绝热压缩使体积减半，问气体分子的平均速率变为原来速率的（ 1.26 ）倍？若为双原子理想气体又为（ 1.4 ）倍？6、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式，指出它们各表示什么过程。（1）表示（等压）过程；（2）表示（等容或者等体）过程；（3）表示（等温）过程。7、容积为升的容器中储有10克的氧气。若气体分子的方均根速率，则此气体的温度（462）；压强（ ）。8、在室温下，氢气和氧气的内能比为（）；氢气和氧气的内能比为（）9、理想气体的内能是（温度）的单值函数。表示（分子的平均动能）；表示（气体分子的内能）表示（千克气体分子的内能）10、氮气在标准状态下的分子平均碰撞次数为，分子平均自由程为，若温度不变，气压降为，则分子平均碰撞次数变为（）；分子平均自由程变为（ ）12教学#类别