大学物理热学练习题

1、热学（一）理想气体、压强公式一、 选择题1、若理想气体的体积为v，压强为p，温度为t，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，r为普适气体常量，则该理想气体的分子数为： (a) pv / m (b) pv / (kt) (c) pv / (rt) (d) pv / (mt) 2、一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为t，气体分子的质量为m根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量平方的平均值 (a) (b) (c) (d) 3、一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为t，气体分子的质量为m根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量的平均值 (a) (b) (c) (d)

2、0 4、三个容器a、b、c中装有同种理想气体，其分子数密度n相同，而方均根速率之比为124，则其压强之比为： (a) 124 (b) 148 (c) 1416 (d) 421 二、填空题1、质量一定的某种理想气体， (1) 对等压过程来说，气体的密度随温度的增加而_，并绘出曲线 (2) 对等温过程来说，气体的密度随压强的增加而_，并绘出曲线2、在推导理想气体压强公式中，体现统计意义的两条假设是 (1) _； (2) _3、a、b、c三个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为nanbnc421，而分子的平均平动动能之比为124，则它们的压强之比_ 三、 计算题两个相同的容器装有氢气，以一细

3、玻璃管相连通，管中用一滴水银作活塞，如图所示当左边容器的温度为 0、而右边容器的温度为20时，水银滴刚好在管的中央试问，当左边容器温度由 0增到 5、而右边容器温度由20增到30时，水银滴是否会移动？如何移动？ 答案一、 选择题bddc二、填空题1、成反比地减小 (图) 成正比地增加 (图) 2、(1) 沿空间各方向运动的分子数目相等 (2) 3、111 三、计算解：据力学平衡条件，当水银滴刚好处在管的中央维持平衡时，左、右两边氢气的压强相等、体积也相等，两边气体的状态方程为： p1v1=(m1 / mmol)rt1 ， p2v2=(m2 / mmol)rt2 由p1= p2得：v1 / v2

4、= (m1 / m2)(t1 / t2) 开始时v1= v2，则有m1 / m2= t2/ t1293/ 273 当温度改变为278 k，303 k时，两边体积比为 0.9847 0，q20 (b) q10，q20，q20 (d) q10 5、一定量的理想气体，其状态在vt图上沿着一条直线从平衡态a改变到平衡态b(如图) (a) 这是一个等压过程(b) 这是一个升压过程(c) 这是一个降压过程(d) 数据不足，不能判断这是哪种过程 6、1 mol理想气体从pv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ta q20 (b) q2 q10 (c) q2 q10 (d) q1 q

5、20 7、一定量的理想气体，分别经历如图(1) 所示的abc过程，(图中虚线ac为等温线)，和图(2) 所示的def过程(图中虚线df为绝热线)判断这两种过程是吸热还是放热 (a) abc过程吸热，def过程放热 (b) abc过程放热，def过程吸热 (c) abc过程和def过程都吸热 (d) abc过程和def过程都放热 二、 填空题1、某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|w1|，又经绝热膨胀返回原来体积时气体对外作功|w2|，则整个过程中气体(1) 从外界吸收的热量q = _(2) 内能增加了de = _2、如图所示，一定量的理想气体经历abc过程，在此过程中气体从外界吸收热

6、量q，系统内能变化de，请在以下空格内填上0或0 0 三、1、解：(1) ab： =200 j e1=n cv (tbta)=3(pbvbpava) /2=750 j q=w1+e1950 j bc： w2 =0 e2 =n cv (tctb)=3( pcvcpbvb ) /2 =600 j q2 =w2+e2600 j ca： w3 = pa (vavc)=100 j j q3 =w3+e3250 j (2) w= w1 +w2 +w3=100 j q= q1 +q2 +q3 =100 j2、解：氦气为单原子分子理想气体， (1) 等体过程，v常量，w =0 据 qde+w 可知 623 j

7、 (2) 定压过程，p = 常量， =1.04103 j de与(1) 相同 w = q - de417 j (3) q =0，de与(1) 同 w = -de=-623 j (负号表示外界作功) 3、解：(1) (2) ， w为梯形面积，根据相似三角形有p1v2= p2v1，则 (3) q =e+w=3( p2v2p1v1 ) (4) 以上计算对于ab过程中任一微小状态变化均成立，故过程中 q =3(pv) 由状态方程得 (pv) =rt， 故 q =3rt，摩尔热容 c=q/t=3r热学（四） 循环过程 热二律专业 班级 学号 姓名 一、 选择题1、一定量的某种理想气体起始温度为t，体积为

8、v，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为2v，(2)等体变化使温度恢复为t，(3) 等温压缩到原来体积v，则此整个循环过程中(a) 气体向外界放热 (b) 气体对外界作正功(c) 气体内能增加 (d) 气体内能减少 2、定质量的理想气体完成一循环过程此过程在vt图中用图线1231描写该气体在循环过程中吸热、放热的情况是 (a) 在12，31过程吸热；在23过程放热 (b) 在23过程吸热；在12，31过程放热 (c) 在12过程吸热；在23，31过程放热 (d) 在23，31过程吸热；在12过程放热 3、根据热力学第二定律可知： (a) 功可以全部转换为热，但热不能

9、全部转换为功 (b) 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 (c) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程 (d) 一切自发过程都是不可逆的 4、某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：(abcda)和(abcda)，且两个循环曲线所围面积相等设循环的效率为h，每次循环在高温热源处吸的热量为q，循环的效率为h，每次循环在高温热源处吸的热量为q，则 (a) h h, q q. (b) h q. (c) h h, q h, q q. 二、 填空题1、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

10、不变，则高温热源的温度应增加_ k 2、有摩尔理想气体，作如图所示的循环过程acba，其中acb为半圆弧，b-a为等压线，pc=2pa令气体进行a-b的等压过程时吸热qab，则在此循环过程中气体净吸热量q_qab (填入：，或)三、 计算题1、一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程已知气体在状态a的温度为ta300 k，求 (1) 气体在状态b、c的温度； (2) 各过程中气体对外所作的功； (3) 经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量(各过程吸热的代数和) 2、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=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) 答案：一、acdb二、1、500 100 2、 三、1、解：由图，pa=300 pa，pb = pc =100 pa；va=vc=1 m3，vb =3 m3 (1) ca为等体过程，据方程pa/ta= pc /tc得 tc = ta pc / pa =100 k bc为等压过程，据方程vb/tb=vc/tc得