大学物理 热学 习题答案解析

热学(一)1.

冬天在室内打开取暖器，使室温从12ºC升高到27ºC，而室内气压不变，则因门窗关闭不严漏出室外的空气分子个数占原先室内总分子个数之比为

A)0.5%; B)5%;C)10%; D)18%;一、选择题答案：B2.麦克斯韦分布中最概然速率是指：

A)大部分分子所具有的速率；

B)速率分布中速率的最大值；

C)速率分布函数的最大值；

D)分子速率取最概然速率邻域内速率值的概率最大；

E)速率分布函数的极大值所对应的速率；答案：E3.

下列各式中，物理意义是v1-v2速率区间内分子数占总分子数比例的式子为：答案：C二、填空题1.某容器内装有质量为1.0kg的氮气，其压强为0.2atm，温度为77℃。若干时间后压强变为原来的1/4倍，温度为27℃，则容器容积为_________m3，漏去了______kg的氮气。

答案：5.13,0.71。2.图中两条曲线分别表示氢气，氧气两种气体在相同温度T时分子按速率分布曲线；（1）曲线a是____________气体分子的速率分布曲线，最概然速率为____________；曲线b是___________气体分子的速率分布曲线，最概然速率为____________；（2）分布曲线a也v坐标所包围的面积代表____________；其大小为____________；答案：(1)O2,600m/s,H2,2400m/s;(2)具有从0到无穷大所有速率氧分子的概率。3.根据分子动理论的观点，理想气体的微观模型主要内容为：（1）____________________________________________；

（2）____________________________________________；（3）____________________________________________；答案：(1)分子当作质点，不占体积(2)分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力。（忽略重力）(3)分子之间碰撞是弹性碰撞（动能不变）.三、计算题

有一个水银气压计内混入了气泡，当准确的压强为780mmHg时，水银气压计的读数为760mmHg，此时管中水银面到管顶的距离为60mmHg，若空气可以看作理想气体，并设温度不变，则实际气压P(mmHg)与气压计读数h(mm)之间的函数关系如何？解:

以管内上部分气体为研究对象管总长L=760+60=820mm

外界压强P0

=780mmHg时管内气体压强P1

=780-760=20mmHg

体积V1=60S

外界压强为P

水银柱高h管内气体压强P2=P-h体积V2=S(820-h)T不变

P1V1

=P2V21200S=(P-h)(820-h)S

P=h+1200/(820-h)

热学(二)1.

如果在一个容器内，理想气体的分子速率提高为原来的2倍，那么

(A)温度和压强都提高为原来的2倍；

(B)温度高为原来的2倍，压强提高为原来的4倍；

(C)温度高为原来的4倍，压强提高为原来的2倍；

(D)温度和压强都提高为原来的4倍；答案:(D)一、选择题2.

速率大小在0与之间的气体分子的平均速率为：答案:(C)3.

三个容器A，B，C中装有同一种理想气体，其分子数密度n相同，且三个容器中气体压强之比PA:PB:PC=1:2:4，则它们的方均根速率之比为：答案:(C)1.

温度为400K时，氮气分子的最概然速率为____

，方均根速率为______

平均速率为______

分子的平均平动动能为_______。二、填空题答:2.

一体积为400cm2的容器内充满温度为27℃，压强为1atm的氮气，若将800cm3

的同温同压氧气压入此容器中，则混合后氮气的分压强为1atm，混合气体的压强为3atm。

温度相同时，同一容器中的气体压强可以直接相加；3.容器中装有一定量的理想气体，温度为T，气体分子的质量为m，则容器中气体分子的最概然速率vp为＿＿＿＿＿＿，平均速率为＿＿＿＿＿方均根速率为＿＿＿＿＿分子在x方向的分量的平方的平均值为＿＿＿＿＿。答案：4.理想气体分子运动的统计假设为：（2）分子沿各个方向运动机会均等，即气体系统处于平衡态时:（1）系统内各部份分子数密度相同，即n与

空间坐标无关。三、计算题 1.把一容器用隔板分成容积相等的两个部分，一边是CO2，另一边是H2，如图。设两边气体质量，气体分子的方均根速率都相同，且隔板与器壁间无摩擦，试说明隔板的运动情况。CO2H21.解:隔板不动2.从分子运动论的角度，简述一定量的理想气体，在温度不变的过程中随体积压缩而压强增大；与体积不变随温度升高而压强增大两者之间的区别。答:

温度不变,体积压缩,分子动量不变而密度增大,大量分子撞击器壁的次数增多,所以压强增大。体积不变,温度升高,分子密度不变而动量增大,大量分子每次撞击器壁的冲量增大,所以压强增大。

热学(三)一、选择题1.C2.D

二、填空题1.1:1, 10:32.(1)温度为T的平衡态下,系统每一分子自由度平均动能;(2)温度为T的平衡态下,自由度为i的分子的平均动能;(3)温度为T的平衡态下,1mol理想气体系统的内能;(4)温度为T的平衡态下,mol单原子理想气体系统的内能;(5)温度为T的平衡态下,

mol分子自由度为i的理想气体系统的内能.3.个,159米。三、计算题1.解:2.解:

热学(4)一、选择题1.A

2.A,D

二、填空题1.表示系统的一个平衡态.表示系统经历的一个准静态过程2.251J,放热，293J解题思路：3.物体作宏观位移(机械功),分子之间相互作用..三、计算题解:(1)a->b->c过程作功A,数值上等于过程曲线下的面积。(2)内能增量(3)气体从外界吸热Q:

热学(5)一、选择题1.B2.A二、填空题1.20.8J/Kmol,29.1J/Kmol.解题思路：所以为氢气2.等压过程A-B;等压过程A-B;B;D;3.解题思路：三、计算题2mol氢气在压强为1atm温度为20℃时，体积为V0，今使其经过下列两个不同的过程到达同一状态，即温度为80℃，体积为2V0.先体积保持不变，加热使温度升高到80℃，再令其等温膨胀至2V0；先做等温膨胀，使其体积为2V0，再维持体积不变，升温至80℃。 试分别计算上述二种过程中气体吸收的热量，对外作的功及内能的增量，并画出P-V图。1.解:PV0(1)等容吸热:PV0等温膨胀等温膨胀等容吸热PV0PV0

2.如图，一个容器被一可移动、无摩擦且绝热的活塞分割成I、II两部分，活塞不漏气，容器左边封闭且导热，其他部分绝热。开始时在I、II中各有温度为0℃、压强为1atm的刚性双原子分子理想气体，I、II两部分的容积均为36升。现从容器左边缓慢对I中气体加热，使活塞缓慢向右移动，直到II中气体的体积变为18升为止。求:I中气体末态的压强和温度。外界传给I中气体的热量。解:II中绝热压缩I中气体：Q12I中气体做功=II中气体做负功

热学(6)一、选择题1.B2.C二、填空题1.30%, 491J解题思路：2.16.6J3.克劳修斯叙述：热量不可能自动地从低温热源传给高温热源。开耳芬叙述：不可能制造成功一种循环动作的机器，它只从单一热源吸热，使之全部变为功而对外界不发生任何影响。解题思路：三、计算题1.解:(1)PV0Va2Va

abcQ1Q2等温过程:吸热等容过程:放热绝热过程：

热学(7)一、选择题1.D2.C二、填空题1.概率大的状态；不可逆过程。 解题思路：2.三、计算题1.解:(1)等容过程:PvoＡBCDQ1=5P0V0V02V0W绝热过程：(2)绝热过程：PvoＡBCDQ1=5P0V0V02V0W等容吸热过程；(3)绝热过程；等容放热过程；等压放热过程；(4)等容过程:A到B过程是可逆过程,但不绝热,所以熵变可以不为零,与熵增加原理不矛盾.

热学(8)一、选择题1.B2.A二、填空题解题思路：1.abCd23VPO11ab和bc为吸热过程A1=132+++++-=acEE1123在acda中，2ac为吸热过程A2=32+123+1+++-=acEE1123abCd23VPO122312=abCd23VPO1123