大学物理C1练习册--热学

1、大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题一、一、1 （一）1个容器内贮存1mol氢气和1mol氮气，若两种气体各自对容器产生的压强分别为P1和P2，则两个的大小关系是（ ） A P1P2 B P1P2 C P1=P2 D 不能确定A 解：解： 答案：答案：C pVRT两种气体体积、温度相同大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题一、一、2 温度、压强相同的氦气和氧气，它们的分子的平均动能和平均平动动能有如下关系：（ ） A 和 都相等 B 相等而 不相等 C 相等 而不相等 D 不能确定解：解： 答案：答案：B 32kkT

2、2ikTkkk大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题一、一、3 水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几？（不计振动自由度）（ ）。 66.7% 50% 25% 0解：解： 22222HOHO262622H OiERTRTRT225527.522HOERTRTRT答案：答案：C 21.525%6H OERTERT大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题二、二、1 有一个电子管，其真空度（即电子管内气体压强）为1.010-5 mmHg则27时管内单位体积的分子数为 。解：解： 55173231.013 10107

3、603.22 10 /m1.38 10300PnkT51atm760mmHg1.013 10 Pa大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题二二、2 在容积为10-2 m3的容器中，装有质量100 g的气体，若气体分子的方均根速率为200m/s，则气体的压强为 。 25a210.12001.33 10 P3 10解解: 22211333kNmPnmVVvv大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题二二、3 1大气压27时，一立方米体积中理想气体的分子数n = ，分子热运动平均平动动能= 。 解：解： 5253231.013 1

4、02.45 10/m1.38 10300PnkT2321331.38 103006.21 10J22kkT大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题二、二、4 三个容器内分别贮有1mol氦（He）、1mol氢（H2）和1mol氨（NH3）（均视为刚性分子的理想气体）。若它们的温度都升高1K，则三种气体的内能的增加值分别为：氦：E= ，氢：E= ，氨：E= 。 3322HeER TR解：解： 25522HER TR36622NHER TR大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题二、二、5 若i是气体刚性分子的运动自由度数，则

5、所表示的是 ； 所表示的是 ； 所表示的是 。 解解: 32kT2ikT2iRT:2ikTi自由度为 的理想气体分子的平均能量（平均动能）3:2kT 单原子理想气体分子的平均动能R:1mol2iTi自由度为的理想气体的内能或理想气体分子的平均平动动能大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题二、二、6 试说明以下各式的物理意义：解解: 0( )dfvv0( )dNf1vvv0( )d :0=1f速率在区间的分子数占总数的百分比vv0( )dNf速率在区间的分子数1v1vv :0v大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 气体动理论练习题气体动理论练习题三、三

6、、1 质量为0.1kg，温度为27的氮气，装在容积为0.01m3的容器中，容器以u=100 m/s的速率作匀速直线运动，若容器突然停下来，定向运动的动能全部转化为分子热运动的动能，则平衡态氮气的温度和压强各增加了多少？ 解解:21522mmuER TM 26.74K5MuTR42 10amRPTPMV氮气为双原子气体i=5大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 有N个质量均为m的同种气体分子，它们的速率分布如图所示。（1）说明曲线与横坐标所围的面积的含义；（2）由N和 求a值；（3）求在速率 到 间隔内的分子数；（4）求分子的平均平动动能。气体动理论练习题气体动理论练习题三、三、2 解解:

7、0v0/2v03/2v(1)气体分子总数 Nf(v) a v v0 2v0v 0（2）总面积=N00122NaNavv(3)00/2/2( )dNNf面积3vvvv001332 ()22244aNaaNvv大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 有N个质量均为m的同种气体分子，它们的速率分布如图所示。（1）说明曲线与横坐标所围的面积的含义；（2）由N和 求a值；（3）求在速率 到 间隔内的分子数；（4）求分子的平均平动动能。气体动理论练习题气体动理论练习题三、三、2 解解:0v0/2v03/2v Nf(v) a v v0 2v0v 0(4)2()202aNaafNN000000v0v vv

8、vvvv vvvv07( )d6f2220vvvv =v17212ktm220v=mv大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 热学练习题（一）热学练习题（一）一、一、1 1mol的单原子分子理想气体从状态A变为状态B，如果已知A、B两态的体积和温度，但不知道两状态的压强，则可求（ ）。 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 气体的质量解解: （热学一） W、Q过程量；过程量； E状态量状态量 答案：答案：B mPVRTM大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 一一、2 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

9、之比W/Q等于（ ）。A 1/3 B 1/4 C 2/5 D 2/721PWP VV解解: 21217722PQR TTP VV27PPWQ答案：答案：D 热学练习题（一）热学练习题（一）大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 一一、3 解解: QWE abPV（1）（2）1mol理想气体从P-V图上初态a分别经历如图所示的（1）或（2）过程到达末态b，已知 ，则这两个过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是（ ）。 A B C D 120QQ210QQ210QQ120QQ热学练习题（一）热学练习题（一）答案：答案：A 120,0WWE120QQabTT大学物理大学物理C1练习册练习册 热学

10、热学 二、二、1 一气缸内贮有10 mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功200J、气体升温1K，此过程中气体内能增量为_，外界传给气体的热量为_。 解解: 外界传给气体的热量为：外界传给气体的热量为： 内能增量内能增量为： 热学练习题（一）热学练习题（一）21330124.65J22ER TTR200 124.6575.35JQWE 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 二、二、2 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J。若此种气体为单原子分子气体，则该过程中要吸热_J；若为双原子分子气体，则需吸热_J。 解解: 热学练习题（一）热学练习题（一）单原子单原子 等压

11、过程：等压过程： 2135500J22QP VR TTP V双原子双原子 等压过程：等压过程： 2157700J22QP VR TTP V解解: 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 二、二、3 热学练习题（一）热学练习题（一）如图所示，adb为绝热过程，系统从a状态经acb过程变化到b状态，试填写下表。(填+、-、0) PVabcdWEQ+-+000adbabadbabadbacbabacbacbadbQEWEWQEWWW 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 二、二、4 热学练习题（一）热学练习题（一）如图所示，1mol双原子理想气体，从状态A（P1,V1）沿P-V图所示直线变

12、到状态B（P2,V2），则气体内能的增量为_，气体对外界所作的功为_，气体吸收的热量为_。 解解: PVBA内能增量内能增量为： 21221 15522ER TTPVPV系统做功系统做功(曲线包围的面积）曲线包围的面积）为： 221 112WPVPV吸收热量吸收热量为： 221 1221 15122QPVPVPVPV221 13 PVPV如图所示，1mol双原子理想气体，从状态A（P1,V1）沿P-V图所示直线变到状态B（P2,V2），则气体内能的增量为_，气体对外界所作的功为_，气体吸收的热量为_。 解解: 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 二、二、5 热学练习题（一）热学练习题（

13、一）在常压下，把一定量的理想气体温度升高500C，需要160 J的热量。在体积不变的情况下，把此气体温度降低1000C，将放出240 J的热量，则此气体分子的自由度是_。解解: 12ppmVVmQCTQCT125060100240ppmpmVVmVmQCTCQCTC43pmVmCC6i 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 三、三、1 解解: ABC: 热学练习题（一）热学练习题（一）如图所示，系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程中，外界有326 J的热量传递给系统，同时系统对外作功126 J。如果系统从状态C沿另一曲线CA回到状态A，外界对系统做功为52 J，则此过程中系统是吸热还是

14、放热？传递热量是多少？ PVBCA326JQ 126JW 200JEQWCA: 200JE 52JW 252JQWE 放热放热 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 三、三、1 解解: 两个过程合起来就是一个循环过程两个过程合起来就是一个循环过程热学练习题（一）热学练习题（一）如图所示，系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程中，外界有326 J的热量传递给系统，同时系统对外作功126 J。如果系统从状态C沿另一曲线CA回到状态A，外界对系统做功为52 J，则此过程中系统是吸热还是放热？传递热量是多少？ PVBCAABCCAABCCAQQWWQW0E32612652CAQ252JCAQ 放

15、热放热 方法二大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 三、三、2 热学练习题（一）热学练习题（一）一定量氧气经图示AB、BC、CA三个过程，试求各过程中氧气所做的功、内能的增量及吸收的热量。 9648ABCPV解解: AB等体等体: 0ABW,()53000J2ABABV mBABBAAEQCTTPVPV BC等压等压: 2400JBCBCBWP VV556000J22BCCBCCBBER TTP VPV氧气为双原子气体i=5,2V miCR8400JBCBCBCQWE大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 三、三、2 热学练习题（一）热学练习题（一）一定量氧气经图示AB、BC、CA三

16、个过程，试求各过程中氧气所做的功、内能的增量及吸收的热量。 9648ABCPV解解: BC等压等压: 氧气为双原子气体i=5,2V miCR,()78400J2BCp mCBCCBBQCTTP VPV或1-=3000J2CAACCAWPPVV 面积53000J2CAAACCEPVP V 6000JCACACAQWE CA: (或03000CABCABCAEEEEJ 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 热学（热学（二二） 一、一、1 热学（二热学（二 ）一定量的理想气体，起始温度为T0体积为V0，后经历绝热过程，体积变为2V0，再经过等压过程，温度回到起始温度。最后再经过等温过程，回到起

17、始状态，则在此循环过程中（ ）。A 气体从外界净吸的热量为负值 B 气体对外界净作的功为正值C 气体从外界净吸的热量为正值 D 气体内能减少解解: 答案：答案：A 120QQWVP大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 一、一、2 气缸有一定量的氮气（视为刚性分子理想气体），经过绝热压缩，使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？（ ）解解: 答案：答案：D 热学（热学（二二） 252A B C D 152272172111122PTPT21.40ii22712TT8RTMv1227112TTvv可以不做可以不做大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 一、一、3 （两

18、个卡诺热机的循环曲线如图所示，一个工作在温度为与的两个热源之间，另一个工作在温度为与两个热源之间，已知这两个循环曲线所包围的面积相等。由此可知（ ）。 解解: 2111WTQT 热学（热学（二二） 两个热机的效率一定相等； 两个热机从高温热源吸收的热量一定相等； 两个热机向低温热源放出的热量一定相等； 两个热机吸收的热量与放出的热量（绝对值）的差值一定相等。答案：答案：D 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 一、一、4 制冷系数为6的一台电冰箱，从储藏食物中吸取10056 J的热量。则这台电冰箱的工作电动机必须作功（ ）。A 25.14 J B 838 J C 1676 J D1005

19、6 J解解: 2100566QeWW1676JW 热学（热学（二二） 答案：答案：C 大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 一定量的理想气体，经绝热压缩，由状态a（P1，V1）变化到状态b（P2，V2），在状态变化过程中，P与 成正比，则在此过程中，外界对系统所作的功为_。二、二、1 解解: PVC热学（热学（二二） 5/3V523ii3i 0QWE 32baWER TT 32bbaaPVPV 外界对系统外界对系统所作的功为32bbaaWPVPV大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 二、二、2 一卡诺热机（可逆的），低温热源的温度为27，热机效率为40%，其高温热源温度为_K。今欲

20、将该热机效率提高到50%，若低温热源保持不变，则高温热源的温度增加了_ K。解解: 211TT 热学（热学（二二） 130040%1T 1500KT 130050%1T 1600KT 1100KTTT大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 二、二、3 一定量的理想气体，从P-V图上状态A出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到体积V2，试画出这三种过程的P-V图曲线。在上述三种过程中：气体对外作功最大是_ 过程。气体吸热最多的是_过程。 热学（热学（二二） 等压等压等压等压VPOABCD大学物理大学物理C1练习册练习册 热学热学 三、三、1 如图所示，双原子理想气体经历abcd过程。图中，ab为等压过程，bc为等体过程，cd为等温过程。试求气体在整个过程中吸收的热量、内能的增量及对外所作的功。 解解: 热学（热学（二二） PVa bcd211632内能增量：内能增量： 52daER TT512