(完整word版)大學(xué)物理熱學(xué)習(xí)題附答案11..

1、1_、選擇題1.一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為T,氣體分子的質(zhì)量為m。根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)，分子速度在x方向的分量平方的平均值(A)vy(B)Vx研(C)Vx3kT/m(D)vXkT/m2.一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為T,氣體分子的質(zhì)量為m。 根據(jù)理想氣體分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)， 分子速度在x方向的分量的平均值8kT、廠1,8kT8kTVx.VxVx(A)1m(B)3m(C)3m(D)Vx0:3.4014:溫度、壓強(qiáng)相同的第氣和氧氣，它們分子的平均動(dòng)能和平均平動(dòng)動(dòng)能W有如下關(guān)系：(A)一和w都相等(B)一相等，而w不相等(C)w相等，而一不相等(D)一和w都不相等4.

2、 4022:在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)和第氣的體積比Vi/V2=1/2，則其內(nèi)能之比Ei/E2為：(A) 3/10(B)1/2(C)5/6(D)5/35.4023:水蒸氣分解成同溫度的氫氣和氧氣，內(nèi)能增加了百分之幾(不計(jì)振動(dòng)白由度和化學(xué)能)？(A) 66.7%(B)50%(C)25%(D)06.4058:兩瓶不同種類的理想氣體，它們的溫度和壓強(qiáng)都相同，但體積不同，則單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)n,單位體積內(nèi)的氣體分子的總平動(dòng)動(dòng)能(EK/V),單位體積內(nèi)的氣體質(zhì)量，分別有如下關(guān)系：(A) n不同，(EK/V)不同，不同(B)n不同，(EK/V)不同，相同(C)n相同，(EK/

3、V)相同，不同(D)n相同，(EK/V)相同，相同7.4013:一瓶第氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?，分子平均平?dòng)動(dòng)能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則它們(A)溫度相同、壓強(qiáng)相同(B)溫度、壓強(qiáng)都不相同(C)溫度相同，但第氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)(D)溫度相同，但第氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng)8.4012:關(guān)于溫度的意義，有下列幾種說(shuō)法：(1)氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度；(2)氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義；(3)溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的不同；(4)從微觀上看，氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的冷熱程度。這些說(shuō)法中正確的是(A)、(4);(B)、(3);(C)、(3)、

4、(4);(D)、(3)、(4);:9.4039:設(shè)聲波通過(guò)理想氣體的速率正比于氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)平均速率，則聲波通過(guò)具有相同溫度的氧氣和氫氣的速率之比V02/VH2為142(A)1(B)1/2(C)1/3(D)1/410.4041:設(shè)圖示的兩條商線分別表示在相同溫度下氧氣和氫氣分子的速率分布曲線；令Vp6 和VpH2分別表示氧氣和氫氣的最概然速率，則：(A)圖中角表示氧氣分子的速率分布曲線；VpO2/VpH2=43(B)圖中角表示氧氣分子的速率分布曲線;(C)圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線;(D)圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線；084圖11.4084:圖(a)、(b)、(c)各表示聯(lián)接在一起

5、的兩個(gè)循環(huán)過(guò)程，其中(c)圖是兩個(gè)半徑相等的圓構(gòu)成的兩個(gè)循環(huán)過(guò)程，圖(a)和(b)則為半徑不等的兩個(gè)圓。那么：(A)圖(a)總凈功為負(fù)。圖(b)總凈功為正。圖(c)總凈功為零(B)圖(a)總凈功為負(fù)。圖(b)總凈功為負(fù)。圖(c)總凈功為正(C)圖(a)總凈功為負(fù)。圖(b)總凈功為負(fù)。圖(c)總凈功為零(D)圖(a)總凈功為正。圖(b)總凈功為正。圖(c)總凈功為負(fù)12. 4133:關(guān)于可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程的判斷：(1)可逆熱力學(xué)過(guò)程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；(2)準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程一定是可逆過(guò)程；(3)不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程；(4)凡有摩擦的過(guò)程，一定是不可逆過(guò)程。以上四種判斷，其中正確的是(

6、A)、(3)(B)、(2)、(4)(C)、(4)(D)、(4)13. 4098:質(zhì)量一定的理想氣體，從相同狀態(tài)出發(fā)，分別經(jīng)歷等溫過(guò)程、等壓過(guò)程和絕熱過(guò)程，使其體積增加一倍。那么氣體溫度的改變(絕對(duì)值)在(A)絕熱過(guò)程中最大，等壓過(guò)程中最小(B)絕熱過(guò)程中最大，等溫過(guò)程中最小(C)等壓過(guò)程中最大，絕熱過(guò)程中最小(D)等壓過(guò)程中最大，等溫過(guò)程中最小14. 4089:有兩個(gè)相同的容器，容積固定不變，一個(gè)盛有氨氣，另一個(gè)盛有氫氣(看成剛性分子的理想氣體)，它們的壓強(qiáng)和溫度都相等，現(xiàn)將5J的熱量傳給氫氣，使氫氣溫度升高，如果使氨氣也升高同樣的溫度，則應(yīng)向氨氣傳遞熱量是：(A)6J(B)5J(C)3J(D

7、)2J:15.4094:1mol的單原子分子理想氣體從狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B,如果不知是什么氣體,變化過(guò)程也不知道，但A、B兩態(tài)的壓強(qiáng)、體積和溫度都知道，則可求出：曾氣體所作的功Pa氣體內(nèi)能的變化氣體傳給外界的熱量氣體的質(zhì)量:4100：一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過(guò)程時(shí)吸熱500J。則經(jīng)歷acbda過(guò)程時(shí)，吸熱為(A)1200J(B)刀00J(A)(B)(C)(D)16.圖(a)VPO2/VPH2=1/4VPO2/VPH2=1/4VPO2/VPH2=4圖(b)圖(c)144(C)400J(D)700J4100圖517.4095:一定量的某種理想氣體起始溫度為T,體積為V,該氣體在下面循環(huán)過(guò)程中經(jīng)過(guò)三個(gè)

8、平衡過(guò)程：(1)絕熱膨脹到體積為2V,(2)等體變化使溫度恢復(fù)為T,(3)等溫壓縮到原來(lái)體積V,則此整個(gè)循環(huán)過(guò)程中(A)氣體向外界放熱(B)氣體對(duì)外界作正功(C)氣體內(nèi)能增加(D)氣體內(nèi)能減少:18. 4116:一定量理想氣體經(jīng)歷的循環(huán)過(guò)程用V-T曲線表示如圖。 在此循環(huán)過(guò)程中,氣體從外界吸熱的過(guò)程是(C)CA(D)BC和BC19. 4121:兩個(gè)卡諾熱機(jī)的循環(huán)曲線如圖所示，一個(gè)工作在溫度為T1與T3的兩個(gè)熱源之間，另一個(gè)工作在溫度為T2與T3的兩個(gè)熱源之間，已知這兩個(gè)循環(huán)曲線所包圍的面積相等。由此可知：(A)兩個(gè)熱機(jī)的效率一定相等(B)兩個(gè)熱機(jī)從高溫?zé)嵩此盏臒崃恳欢ㄏ嗟?C)兩個(gè)熱機(jī)向低

9、溫?zé)嵩此懦龅臒崃恳欢ㄏ嗟?D)兩個(gè)熱機(jī)吸收的熱量與放出的熱量(絕對(duì)值)的差值一定相等20. 4122:如果卡諾熱機(jī)的循環(huán)曲線所包圍的面積從圖中的么循環(huán)abcda與abcda所作的凈功和熱機(jī)效率變化情況是：(A)凈功增大，效率提高(B)凈功增大，效率降低(C)凈功和效率都不變(D)凈功增大，效率不變:21.4123:在溫度分別為327C和27C的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩粗g工作的熱機(jī)，理論上的最大效率為(A)25%(B)50%(C)75%(D)91.74%:22.4124:設(shè)高溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度是低溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度的n倍，則理想氣體在一次卡諾循環(huán)中，傳給低溫?zé)嵩吹臒崃渴菑母邷責(zé)嵩次崃康?A)n

10、倍(B)n1倍(C)n倍(D)倍23.4125:有人設(shè)計(jì)一臺(tái)卡諾熱機(jī)(可逆的)。 每循環(huán)一次可從400K的高溫?zé)嵩次鼰?800J,向300K的低溫?zé)嵩捶艧?00J。同時(shí)對(duì)外作功1000J,這樣的設(shè)計(jì)是(A)可以的，符合熱力學(xué)第一定律(B)可以的，符合熱力學(xué)第二定律(C)不行的，卡諾循環(huán)所作的功不能大于向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃?A)AB(B)BC4116圖abcda增大為abcda,那4122圖6(C)Z增大一倍而減為原來(lái)的一半(D)Z減為原來(lái)的一半而增大一倍32. 4465:在一封閉容器中盛有1mol第氣(視作理想氣體)， 這時(shí)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均白由程僅決定于：(D)不行的，這個(gè)熱機(jī)的效率超過(guò)理

11、論值24.4126:如圖表示的兩個(gè)卡諾循環(huán)，第一個(gè)沿ABCDA進(jìn)行，第二個(gè)沿ABCDA進(jìn)行，這兩個(gè)循環(huán)的效率1和2的關(guān)系及這兩個(gè)循環(huán)所作的凈功Wi和W2的關(guān)系是(A)12,WiW2(B)12,WiW2(C)12,WW2(D)12,WW225.4135:根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知：(A)功可以全部轉(zhuǎn)換為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功(B)熱可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體(C)不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程(D)一切白發(fā)過(guò)程都是不可逆的(A)熱量能從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體(B)功可以全部變?yōu)闊?，但熱不能全部變?yōu)楣?C)氣體能夠白由膨脹，但不能白動(dòng)

12、收縮(D)有規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量能夠變?yōu)闊o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量，但無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能量不能變?yōu)橛幸?guī)則運(yùn)動(dòng)的能量27. 4142:一絕熱容器被隔板分成兩半，一半是真空，另一半是理想氣體。若把隔板抽出，氣體將進(jìn)行白由膨脹，達(dá)到平衡后(A)溫度不變，炳增加(B)溫度升高，端增加(C)溫度降低，炳增加(D)溫度不變，炳不變28.4143:“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外作功對(duì)此說(shuō)法，有如下幾種評(píng)論，哪種是正確的？(A)不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律(B)不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律(C)不違反熱力學(xué)第一定律，也不違反熱力學(xué)第二定律(D)違反熱力學(xué)第一定律，也違反熱

13、力學(xué)第二定律29. 4101:某理想氣體狀態(tài)變化時(shí)，內(nèi)能隨體積的變化關(guān)系如圖中B表示的過(guò)程是(A)等壓過(guò)程(B)等體過(guò)程(C)等溫過(guò)程(D)絕熱過(guò)程:30.4056:若理想氣體的體積為V,壓強(qiáng)為p,溫度為T,一個(gè)分子的質(zhì)量為m,k為玻爾茲曼常量，R為普適氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：AB直線所示。A(A)pV/m(B)pV/(kT)(C)pV/(RT)(D)pV/(mT)31.4407:氣缸內(nèi)盛有一定量的氫氣(可視作理想氣體)，當(dāng)溫度不變而壓強(qiáng)增大一倍時(shí)，氫氣分子的平均碰撞頻率Z和平均白由程的變化情況是：(A)Z和都增大一倍(B)Z和都減為原來(lái)的一半4126圖4101圖7(A)壓強(qiáng)p(B)

14、體積V(C)溫度T(D)平均碰撞頻率Z33. 4955:容積恒定的容器內(nèi)盛有一定量某種理想氣體，其分子熱運(yùn)動(dòng)的平均白由程為。，平均碰撞頻率為Z,若氣體的熱力學(xué)溫度降低為原來(lái)的1/4倍，則此時(shí)分子平均白由程和平均碰撞頻率Z分別為：_1_(A)=。，Z=Z。(B)=。，Z=2Zo1(C)一=2。，Z=2Z。(D)一=100m-s1的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的表達(dá)式為;(2)速率v100m-s1的分子數(shù)的表達(dá)式為。17.4040:圖示的曲線分別表示了氫氣和第氣在同一溫度下的分子速率的分布情況。由圖可知，第氣分子的最概然速率為,氫氣分子的最概然速率為f(v)10002218.4042:某氣體在溫度為T

15、=273K時(shí)，壓強(qiáng)為P仲10atm，密度1-2410kg/m3,則該氣體分子的方均根速率為。(1atm=1.013X105Pa)19.4092:某理想氣體等溫壓縮到給定體積時(shí)外界對(duì)氣體作功|W1|,又經(jīng)絕熱膨脹返回原來(lái)體積時(shí)氣體對(duì)外作功|W21,則整個(gè)過(guò)程中氣體(1)從外界吸收的熱量Q=;(2)內(nèi)能增加了E=020.4108:如圖所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷a-b-c過(guò)程，在此過(guò)程中氣體從外界吸收熱量Q,系統(tǒng)內(nèi)能變化E,蓄在以下空格內(nèi)填上0或0;021.4316:AM;AM、BM22.4584:等壓；等壓；等壓23.4683:吸熱；放熱；放熱24.4109:500;700A；D；29.B；B；C

16、；C;1021K、17.23.4095:4125:4101:A；D；A；18.24.30.4116:4126:4056:1617三、7W25.4319:W/R;2326.4472:2；027.4689:1:2;5:3;5:728.5345:8.6410329.4127:500;10030.4128:200J11w131.4698:w1(或）32.4701:40J;140J33.4336:不變；增加34.459635.36.37.415440064956計(jì)算題1.4302:解:狀態(tài)幾率增大；V2；(V1/V2)1.33X105Pa212Mv20.8X21Ti不可逆的1(RT1/V2)(V1/V2

17、)=(M/Mmol)25RT-cT=0.8Mmolv2/(5R)=0.062K-3又：p=RT/V（一摩爾氧氣）p=0.51Pa2分1N22.4070:21mvNik=21Nmv2N1ikT解：定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能2，氣體內(nèi)能增量2,i=3。按能量守恒應(yīng)有:2_mviRT/NA得:得:又:得:.22NAmv/iRMmoiv/iR6.42KM/MmoiRT/V=6.67X104Pa1M/MmoiiRT2=2.00X103J(4)3.1ik2解：_22T1.3310J2(1)設(shè)分子數(shù)為N,據(jù)：U=N(i/2)kT及4077:p=2U/(iV)=1.35X105Pa3kT圣-5NkT27.51021J分p=

18、(N/V)kT4分w_U由：w3U/5N5-UNT2T=2U/(5Nk)=362k18191擰-viRT4.4301:解：A=Pt=2T=2Pt/(viR)=4.81K3分5.4111:解：第氣為單原子分子理想氣體，i3(1)等體過(guò)程，V=常量，W=0,據(jù)Q=U+W可知：QUMOTCV(T2TI)=623J3分定壓過(guò)程，p=常量，MmQlP=1.04X103J；U與相同WQU417J4分Q=0；U與(1)相同；WU623J(負(fù)號(hào)表示外界作功)Q=QT+QVCV=(Q-QT)/(3.28103)=21.0Jmol-1K-1CPN1.40CVCV3分7.4587:解：(1)氣體對(duì)外作的功等于線段a

19、c下所圍的面積W=(1/2)X(1+3)x1.013X105X2X103J=405.2J3分(2)由圖看出PaVa=PcVc.Ta=Tc2分內(nèi)能增量U02分(3)由熱力學(xué)第一定律得：QUW405.2J3分8.5347:解：該氮?dú)庀到y(tǒng)經(jīng)歷的全部過(guò)程如圖設(shè)初態(tài)的壓強(qiáng)為Po、體積為VO、溫度為TO,而終態(tài)壓強(qiáng)為p。、體積為V、溫度為T。在全部過(guò)程中氮?dú)鈱?duì)外所作的功p(atm)W=W(等壓)+W(等溫)木W(wǎng)(等壓)=po(2VOVO)=RT1分2W(等溫)=4poVoln(2po/po)=4poVoln2=4RToln2-1W=RTO+4RToln2=RTO(1+4ln2)=9.41103J,c_T、

20、5T、氮?dú)鈨?nèi)能改變：UCV(TTO)2R(4TOTO)OV02V0=15RT0/2=1.871043分氮?dú)庠谌窟^(guò)程中吸收的熱量：Q=U+W=2.81X04J2分9. 0203:解：設(shè)a狀態(tài)的狀態(tài)參量為po,VO,TO,則pb=9po,Vb=Vo,Tb=(pb/pa)Ta=9To-12分4324:解：初態(tài)參量P0、V0、T0。末態(tài)參量P0、5V0、T。由P0V0/TO=PO(5VO)/T得：T=5TO1分p-V圖如圖所示2分等溫過(guò)程:U=0poQT=WT=(M/Mmol)RTln(V2/V1)=3RToln5=1.09X104J2分等體過(guò)程:Wy=0QV=UV=(M/Mmol)CVATO由:得

21、:yV6.=(M/Mmol)CV(4TO)=3.28T03CV-V-2分5VOV5T0-2分:2012.(4)4114:解：（1）p-V圖如右圖丁4=U=o2分MQCMmolP(T2MT1)CV(T3T2)53-P1(2V1V1)2V(2p1P1)p(atm)22111V2P11=5.6X1o2J4分W=Q=5.6X1o2J2吟13.4155:解：（1）剛性多原子分子i=6,1T2T(P2/P1)6ooK2分U(M/Mmol1)iR(T2T1)7.481o3八J2分(2).絕熱W=一U=一7.48Xo3J（外界對(duì)氣體作功）2分(1)C-A為等體過(guò)程，據(jù)方程PA/TA=pc/TC得：TC=TAP

22、c/PA=1ooK2分B-C為等壓過(guò)程，據(jù)方程VB/TB=VC/TC得：TB=TCVB/VC=3OOK2分各過(guò)程中氣體所作的功分別為：A-B:12(PAPB)(Bc)=4ooJBC:W2=PB(VC-V)=2ooJCA:W3=o3分整個(gè)循環(huán)過(guò)程中氣體所作總功為：W=W1+W2+W3=2ooJ因?yàn)檠h(huán)過(guò)程氣體內(nèi)能增量為U=o，因此該循環(huán)中氣體總吸熱：Q=W+U=2ooJ3分P0Vc2Pc2Vo2;.PcVc=RTc;VcppVo3VoPo1分1分過(guò)程I過(guò)程n過(guò)程m-、3一.、QVCV(TbTa)R(9ToTo)212RTo1分Qp=Cp(TcTb)=45RTD1VaQCV(TaTc)(PoV2)dV/Vo23R(To27To)烏(Va3Vc3)2uu/小/2ac/3Vo|Q|47.7RTo1o.11.QVQp4097:解:(1)T2TT112RTo45RToQ1RT1ln(V2/V1)o.25.WQ14.o