试卷分析-热学

1、试卷分析-热学部分1、（本题3分）（4057） 有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有0.1 kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气的质量为： (A) (1/16) kg (B) 0.8 kg (C) 1.6 kg (D) 3.2 kg C 2、（本题3分）（4665） 假定氧气的热力学温度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的 (A) 4倍 (B) 2倍 (C) 倍 (D) 倍 B 3、（本题3分）（4576） 如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过

2、程 (A) 是平衡过程，它能用pV图上的一条曲线表示 (B) 不是平衡过程，但它能用pV图上的一条曲线表示 (C) 不是平衡过程，它不能用pV图上的一条曲线表示 (D) 是平衡过程，但它不能用pV图上的一条曲线表示 C 4、（本题3分）（4116） 一定量理想气体经历的循环过程用VT曲线表示如图在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是 (A) AB (B) BC (C) CA (D) AB和BC A 5、（本题3分）（4022） 在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V1 / V2=1 / 2 ，则其内能之比E1 / E2为: (A) 3 / 10 (B) 1 / 2

3、(C) 5 / 6 (D) 5 / 3 标准状态：P相等。 C 6、（本题3分）（4675）气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程 (A) 一定都是平衡过程 (B) 不一定是平衡过程 (C) 前者是平衡过程，后者不是平衡过程 (D) 后者是平衡过程，前者不是平衡过程 B 7、（本题3分）（5343）如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a( 压强p1 = 4 atm，体积V1 =2 L )变到状态b ( 压强p2 =2 atm，体积V2 =4 L )则在此过程中： (A) 气体对外作正功，向外界放出热量 (B) 气体对外作正功，从外界吸热 (C) 气体对外作负

4、功，向外界放出热量(D) 气体对外作正功，内能减少 因为 故ab过程为等温过程。 B 8、若N表示分子总数，T表示气体温度，m表示气体分子的质量，那么当分子速率v确定后，决定麦克斯韦速率分布函数f(v)的数值的因素是 (A) m，T (B) N (C) N，m (D) N，T (E) N，m，T A 9、在温度分别为 327和27的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为 (A) 25 (B) 50 (C) 75 (D) 91.74 B 10、 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

5、) 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 B 11、 设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，则理想气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取热量的 (A) n倍 (B) n1倍(C) 倍 (D) 倍 C12、 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 (A) 2/3 (B) 1/2 (C) 2/5 (D) 2/7 D 二、填空题1、右图为一理想气体几种状态变化过程的pV图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中： (1) 温度升高

6、的是_BM，CM_过程；(2) 气体吸热的是_CM_过程将MQC构成一个循环：QM绝热，QC放热过程。故CM必为吸热过程。 2、 在大气中有一绝热气缸，其中装有一定量的理想气体，然后用电炉徐徐供热(如图所示)，使活塞(无摩擦地)缓慢上升在此过程中，以下物理量将如何变化？(选用“变大”、“变小”、“不变”填空) (1) 气体压强_不变_； (2) 气体分子平均动能_变大_；3、（本题4分）（4032）图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。其中 曲线（a）是 氩 气分子的速率分布曲线； 曲线（c）是 氦 气分子的速率分布曲线；4、（

7、本题3分）（4082）在p-V图上 (1) 系统的某一平衡态用_一个点_来表示； (2) 系统的某一平衡过程用_一条曲线_来表示； (3) 系统的某一平衡循环过程用_一条闭合曲线_来表示；5、分子的平均动能公式 (i是分子的自由度)的适用条件是_ _理想气体处于热平衡状态 _室温下1 mol双原子分子理想气体的压强为p，体积为V，则此气体分子的平均动能为_或_ 6、（本题3分）（4319） 有1 mol刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功W，则其温度变化 DT_ W/R _；从外界吸取的热量Qp_三、计算题1、1 mol单原子分子理想气体的循环过程如TV图所示，其中c点的温度为Tc

8、=600 K试求：(1) ab、bc、ca各个过程系统吸收的热量； (2) 经一循环系统所作的净功； (3) 循环的效率 (注：循环效率=W/Q1，W为循环过程系统对外作的净功，Q1为循环过程系统从外界吸收的热量，ln2=0.693) （10分）解：单原子分子的自由度i=3从图可知，ab是等压过程，Va/Ta= Vb /Tb，Ta=Tc=600 K ， Tb = (Vb /Va)Ta=300 K 2分 (1) =6.23×103 J (放热) =3.74×103 J (吸热) Qca =RTcln(Va /Vc) =3.46×103 J (吸热) (2) W =(

9、 Qbc +Qca )|Qab |=0.97×103 J 2分(3) Q1=Qbc+Qca， =W / Q1=13.4% 2分2、为了使刚性双原子分子理想气体在等压膨胀过程中对外作功2J，必须传给气体多少热量？ （5分）解：等压过程 W= pV=(M /Mmol)RT 1分内能增量 1分双原子分子 1分 J 2分3、（本题5分）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70 J，EABE所包围的面积为30 J，过程中系统放热100 J，求BED过程中系统吸热为多少？解：正循环EDCE包围的面积为70 J，表示系统对外

10、作正功70 J；EABE的面积为30 J，因图中表示为逆循环，故系统对外作负功，所以整个循环过程系统对外作功为：W=70+(30)=40 J 1分 设CEA过程中吸热Q1，BED过程中吸热Q2 ，由热一律， W =Q1+ Q2 =40 J 2分Q2 = W Q1 =40(100)=140 J BED过程中系统从外界吸收140焦耳热. 2分4、（本题10分）（4107）一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，沿图示直线过程变到另一状态B，又经过等容、等压两过程回到状态A (1) 求AB，BC，CA各过程中系统对外所作的功W，内能的增量DE以及所吸收的热量Q (2) 整个循环过程中系统对外所作的

11、总功以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)解：(1) AB： =200 J E1=n CV (TBTA)=3(pBVBpAVA) /2=750 J Q=W1+E1950 J 3分 BC： W2 =0 E2 =n CV (TCTB)=3( pCVCpBVB ) /2 =600 J Q2 =W2+E2600 J 2分 CA： W3 = pA (VAVC)=100 J J Q3 =W3+E3250 J 3分 (2) W= W1 +W2 +W3=100 J Q= Q1 +Q2 +Q3 =100 J 2分5、一气缸内盛有1 mol温度为27 ，压强为1 atm的氮气(视作刚性双原子分子的理想气体)先

12、使它等压膨胀到原来体积的两倍，再等体升压使其压强变为2 atm，最后使它等温膨胀到压强为1 atm求：氮气在全部过程中对外作的功，吸的热及其内能的变化(普适气体常量R=8.31 J·mol1·K1)解：该氮气系统经历的全部过程如图 设初态的压强为p0、体积为V0、温度为T0，而终态压强为p0、体积为V、温度为T在全部过程中氮气对外所作的功 W = W (等压)+ W (等温) W (等压) = p0(2 V0V0)=RT0 1分 W (等温) =4 p0 V0ln (2 p0 / p0) = 4 p0 V0ln 2 = 4RT0ln 2 2分 W =RT0 +4RT0ln 2=RT0 (1+ 4ln 2 )=9.41×103 J 2分氮气内能改变 =15RT0 /2=1.87×104 3分氮气在全部过程中吸收的热量 Q =