材料学院学术部大一下物理c1练习册热学

气体动理论练习题一、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（）AP1＞P2

BP1＜P2

CP1=P2

D不能确定A解：答案：C两种气体体积、温度相同气体动理论练习题一、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：答案：B气体动理论练习题一、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）（）。Ａ66.7%Ｂ50%Ｃ25%Ｄ0解：答案：C气体动理论练习题二、1

有一个电子管，其真空度（即电子管内气体压强）为1.0×10-5

mmHg则27℃时管内单位体积的分子数为

。解：气体动理论练习题二、2

在容积为10-2m3的容器中，装有质量100g的气体，若气体分子的方均根速率为200m/s，则气体的压强为

。解:

气体动理论练习题二、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：气体动理论练习题二、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=

。解：气体动理论练习题二、5

若i是气体刚性分子的运动自由度数，则所表示的是

；所表示的是

；

所表示的是

。解:

气体动理论练习题二、6

试说明以下各式的物理意义：解:

气体动理论练习题三、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=100m/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:氮气为双原子气体i=5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。气体动理论练习题三、2

解:(1)气体分子总数

Nf(v)

a

v

v02v0v

0（2）总面积=N(3)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。气体动理论练习题三、2

解:

Nf(v)

a

v

v02v0v

0(4)热学练习题（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:

（热学一）W、Q——过程量；E——状态量

答案：B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之比W/Q等于（）。

A1/3B1/4C2/5D2/7解:

答案：D热学练习题（一）一、3

解:

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（）。ABCD热学练习题（一）答案：A二、1

一气缸内贮有10mol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:

外界传给气体的热量为：内能增量为：热学练习题（一）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:

热学练习题（一）单原子等压过程：双原子等压过程：解:

二、3

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)PVabcdWΔEQ+-+二、4

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:

PVBA内能增量为：系统做功(曲线包围的面积）为：吸收热量为：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:

二、4

热学练习题（一）在常压下，把一定量的理想气体温度升高500C，需要160J的热量。在体积不变的情况下，把此气体温度降低1000C，将放出240J的热量，则此气体分子的自由度是___________。解:

三、1

解:

ABC: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326J的热量传递给系统，同时系统对外作功126J。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52J，则此过程中系统是吸热还是放热？传递热量是多少？PVBCACA:放热三、1

解:

两个过程合起来就是一个循环过程热学练习题（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326J的热量传递给系统，同时系统对外作功126J。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52J，则此过程中系统是吸热还是放热？传递热量是多少？PVBCA放热方法二三、2

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:

AB等体:BC等压:氧气为双原子气体i=5三、2

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:

BC等压:氧气为双原子气体i=5或CA:(或热学（二）

一、1

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:

答案：AVP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:

答案：D热学（二）

A

BC

D可以不做一、3

（两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:

热学（二）

Ａ两个热机的效率一定相等；Ｂ两个热机从高温热源吸收的热量一定相等；Ｃ两个热机向低温热源放出的热量一定相等；Ｄ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：D一、4

制冷系数为6的一台电冰箱，从储藏食物中吸取10056J的热量。则这台电冰箱的工作电动机必须作功（）。A25.14J

B838JC1676J

D10056J解:

热学（二）

答案：C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、1

解:

热学（二）

外界对系统所作的功为二、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:

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（二）

等压等压VPOABCD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:

热学（二）

PVabcd211632内能增量：