大学物理热学自测题

热学自测题（习题册 第50页）一、 填充题1、二氧化碳气体分子在温度为T，压强为p的状态下，分子平均平动动能为 ，分子数密度为 。2、在300K温度下氧分子的方均根速率为3、气体分子运动论中，下列各式的物理意义是：(1) 表示单个气体分子每个自由度的平均平动动能；(2) 表示1mol理想气体的内能。4、最概然速率的物理意义是：如果把整个速率范围分成许多相等的小区间，则分布在所在小区间的分子数占总分子数的百分比最大。5、图为分子速率分布曲线，在区间内所对应的曲线下面积的表达式为：，其物理意义：在区间的分子数占总分子数的百分比。6、某种气体在标准状态下的密度为，则在常温下该气体的定压摩尔热容29.08，定容摩尔热容20.8解答：根据理想气体状态方程：，其中所以，因此可以推断出该气体为氢气，自由度。7、PbaV一定量的理想气体，从a状态经历如图所示的直线过程到b状态，则ab过程中系统做功W=，内能的改变为0解答：ab过程中，系统对外做功等于斜线ab和V轴围成的面积对内能而言，设a，b两点的温度为，根据理想气体状态方程有8、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所包围面积为30J，dea过程中系统放热100J，则整个循环过程（abcda）系统对外做功40J，bec过程中系统从外界吸热为140J。解答：整个循环过程中，由于ab、cd过程绝热。所以吸热。放热整个循环过程中的净功从而9、一卡诺热机在每次循环中都从温度为400K的高温热源吸热418J，向低温热源放热334J，低温热源的温度为320K。解答：因为热机效率。循环过程所做净功根据卡诺热机10、在一个孤立的系统内，一切实际过程都向着几率大的方向进行，这就是热力学第二定律的统计意义。从宏观上说，一切与热现象有关的实际过程都是不可逆。二、计算题1、黄绿光的波长是500nm，理想2气体在标准状态下，以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子？解答：在标准状态下，根据理想气体压强公式，可以推出所以，以黄绿光的波长500nm的立方体内包含的分子数为2、容器内储有1mol的氢气，压强为，温度为，试求：（1）每立方米体积内的分子数；（2）氢气分子的平均平动动能；（3）若把氢气分子视为刚性分子，则该气体的内能为多少？解答：已知 （1）根据理想气体的压强公式（2）氢气分子的平均平动动能为(3) 1mol氢气的内能为3、如图所示，一定量的理想气体经历acb过程吸热700J，则经历acbda过程时总热交换为多少？解答：对于整个循环过程而言，。即因为，4、一定量的某理想气体吸热800J，对外做功500J，由状态a沿过程1变化到状态b，如图所示。（1）试问其内能改变了多少？（2）如果气体沿过程2从状态b回到状态a时，外界对其做功300J，试问气体放出多少热量？（3）此循环效率是多少？解答：根据已知条件，（1） 根据热力学第一定律有（2） 由状态ba，内能的增量已知，从而（3）循环效率为v（ m3）P1=1V1=1V22O（a）P2=2CAB5、1mol 双原子理想气体完成如图所示的ABCA 循环过程，其中AB为等温过程。求 : 循环效率解答;Ca是等体过程，吸热。吸收的热量为。利用理想气体的状态方程可得Ab为等温膨胀过程，吸收的的热量为Bc是等压压缩过程，放热所以，在整个循环过程中吸热 整个循环过程中放热循环效率（双原子自由度取）6、设一台动力暖气装置，由一台卡诺热机和一卡诺制冷机组合而成。热机靠燃料燃烧释放的热量工作并向暖气系统中的水放热。同时，热机带动制冷机。制冷机自天然蓄水池中吸热，也向暖气系统放热。假定热机锅炉的温度为，天然蓄水池中的水的温度为，暖气系统的温度，热机从燃料燃烧时获得热量，计算暖气系统所得热量。解答：已知，。复