大学物理习题热学答案(上).doc

第六章 气体分子运动论一 选择题（B）（B）（C）（C）（C）（C）（C）（D）（D）（C）（B）（B）（C）（B）（D）（C）（A）（B）（B）二 填空题（本题5分）4573描述物体运动状态的物理量，称为状态参量（如热运动状态的参量为p、V、T）。表征个别分子状况的物理量（如分子的大小、质量、速度等）称为微观量。表征大量分子集体特性的物理量（如p、V、T、C等）称为宏观量。（本题5分）4083体积、温度和压强分子的运动速度（或分子运动速度、分子的动量、分子的动能）（本题5分）4002 （本题3分）4029（本题3分）4028 （本题5分）4018 （本题5分）401612.5 J20.8 J24.9 J（本题5分）5545（本题5分）4072 1 2（本题3分）457214（本题3分）5336 1:1:1（本题3分）4282（本题3分）4032氩氦（本题5分）4036（本题3分）4459（本题5分）4034分布在速率区间的分子数占总分子数的百分率分子平动动能的平均值（本题3分）4666降低（本题5分）4040（本题5分）4055 （本题3分）4956221.（本题3分）4561 三 计算题（本题10分）4062解：据力学平衡条件，当水银滴刚好处在管的中央维持平衡，表明左、右两边氢气的体积相等，压强也相等。两边气体的状态方程为 水银滴在管中央时 故 当温度变为时，两边体积比为 即，说明水银滴向左边移动少许。解：质量为m、摩尔质量为M的气体的内能均为1mol的各种气体的内能为： 均为1g的各种气体的内能为： （本题10分）4026解：设管内总分子数为N，由有 （个）空气分子的平均平动动能的总和 = 空气分子的平均转动动能的总和 = 空气分子的平均动能的总和 = （本题10分）4076解：室内空气分子热运动的平均平动动能的总和 其中。解：设氦气的摩尔数为v1，氧气的摩尔数为v2。两种气体混合前 ， 又 ， 故 混合前容器内气体的总内能混合后容器内气体的总内能（本题10分）5063解：由理想气体的状态方程有 又， 由内能公式有 （本题5分）42880解：由有由有 vpT 1/2所以速率分布曲线见右图。（本题5分）4456解：当不计振动自由度时，分子、分子、分子的自由度分别为6、5、5。 1mol理想气体的内能内能增量（本题10分）4070解：瓶内气体定向运动的动能瓶内气体内能增量由能量守恒有，即 （本题5分）4266解：氢气的的氧气的温度T和自由度i均相同 氧气分子的平均平动动能=氢气分子的平均平动动能 四 改错题（本题5分）4051答：当压强恒定时，与T成正比。当温度恒定时，与p成反比。说法正确。（本题5分）4298答：两个结论都是错误的。应改正为：由于增大到原来的2倍，n减小至原来的1/2 ，所以由知平均碰撞频率不变，从得平均自由程增为原来的2倍。五 问答题（本题5分）4299答：从知，对于分子有效直径一定的气体，当压强p恒定时，与T成正比。从和知，对于分子有效直径一定的气体，当分子总数N和气体体积V恒定时，与T无关。第七章 热力学基础一。选择题（B）（D）（A）（B）（B）（A）（B）（B）（A）（D）（B）（D）（A）（B）（D）（C）（D）（D）（B）（A）21.（B）22.（D）23.（C）24.（C）25.（D）26.（A）二。填空题（本题3分）4085物体作宏观位移分子之间的相互作用（本题5分）4087等于大于大于（本题3分）410800（本题5分）4684（本题3分）0238 166 J（本题5分）4584等压等压等压（本题5分）4092 （本题5分）4689125357（本题5分）4093124.7 J 84.3 J（本题3分）46887A/2（本题3分）4316AMAM、BM（本题5分）4127500100（本题3分）4128200 J（本题3分）4331400 （本题5分）412933.3 %8.31105 J（本题3分）4140从单一热源吸热，在循环中不断对外作功的热机。热力学第二定律（本题3分）4137热量不能自动地从低温物体传向高温物体。不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸热完全变为有用的功，而其它物体不发生任何变化。（本题5分）4676能使系统进行逆向变化，从状态B回复到初态A，而且系统回复到状态A时，周围一切也都回复原状系统不能回复到状态A，或当系统回复到状态A时，周围并不能回复原状（本题5分）5076大量微观粒子热运动所引起的无序性（或热力学系统的无序性）增加（本题3分）4596状态几率增大不可逆的21.（本题3分）4336 不变p (atm)0V ( l )12T412T1T3T2 增加三。计算题（本题10分）4114解： pV 图：（本题5分）4321解：在等温过程中，E = 0，又 末态压强 （本题10分）5548解：等压膨胀过程末态的体积 等压过程气体对外作功 根据热力学第一定律，绝热过程气体对外作的功为 其中，则 气体在整个过程中对外作的功为 （本题10分）4160解：据，得变化前 变化后 绝热过程 即 依题意有，则 即 0CpVV1p2p1AB等温V2（本题10分）4588解：气体经历的整个过程的p - V图为： 在的等温膨胀过程中， 将，代入上式得 等容和等压过程中 A、B两态温度相同 又 （本题10分）4477解：已知，氢气开始时的体积为 设气体先等压膨胀升温到活塞达到容器上边缘，吸热Q1 。，设气体再等容升温升压，吸热Q2 。所以，最后氢气的压强为，温度为645 K，体积为 。（本题10分）4104解：有图有为等容过程，据方程得 为等压过程，据方程得 各过程中气体所作的功分别为 ： ： ：整个过程中气体所作的总功为 因为循环过程气体内能增量,因此一循环中气体从外界吸收的总热量（本题10分）4131解: ，且 即由于第二循环吸热 （本题10分）4150解：水蒸汽的质量，水蒸汽的摩尔质量，i = 6 净功 （本题10分）4598解：设c状态的体积为V2，由于a、b两状态的温度相同，故 循环过程， Q = W而在等容过程中功 在等压过程中功 在等温过程中功 （本题10分）4107解： ： ： （本题5分）4322解：等压过程 内能增量 其中 i = 5，故 （本题10分）4102解：等温过程气体对外作功为 绝热过程气体对外作的功为 （本题10分）4587解：气体对外作的功等于线段下所围的面积，即 由图看出 ， 内能增量 由热力学第一定律得 （本题5分）4474解：由图可得A态：B态：据理想气体状态方程有 由热力学第一定律得 （本题5分）4599解：设绝热压缩前气体的容积为，温度为T1；压缩后的容积为，温度为T2；气体的比热比为 。由绝热方程得 设绝热压缩前后，气体分子的平均速率分别为和， 将关系式代入上式得 单原子理想气体 故 （本题10分）4