大學(xué)物理(熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié))

大學(xué)物理(熱學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié))第一頁(yè)，共20頁(yè)。1、理想氣體的壓強(qiáng)2、理想氣體的溫度和平均平動(dòng)動(dòng)能3.ν摩爾理想氣體內(nèi)能一、基本物理概念：一個(gè)分子的總平均動(dòng)能為每一個(gè)自由度的平均動(dòng)能為第二頁(yè)，共20頁(yè)。5、理想氣體的摩爾熱容定體摩爾熱容定壓摩爾熱容熱容比6、卡諾循環(huán)平均碰撞頻率平均自由程4、氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程第三頁(yè)，共20頁(yè)。過(guò)程特征過(guò)程方程吸收熱量對(duì)外作功內(nèi)能增量等容過(guò)程等壓過(guò)程等溫過(guò)程絕熱過(guò)程二、基本方程1、理想氣體的狀態(tài)方程第四頁(yè)，共20頁(yè)。2、麥克斯韋速率分布函數(shù)

三種速率：

最概然速率算術(shù)平均速率方均根速率第五頁(yè)，共20頁(yè)。3、麥克斯韋速度分布函數(shù)4、玻耳茲曼分布律重力場(chǎng)中粒子按高度的分布大氣壓強(qiáng)隨高度的變化5、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的功6、熱力學(xué)第一定律:第六頁(yè)，共20頁(yè)。7、循環(huán)過(guò)程卡諾循環(huán)（1）熱機(jī)效率與制冷系數(shù)卡諾熱機(jī)效率（2）卡諾循環(huán)8、熱力學(xué)第二定律的兩種表述（1）開(kāi)爾文表述

不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其它影響。（2）克勞修斯表述不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體而不引起外界的變化。第七頁(yè)，共20頁(yè)。9、熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義

孤立系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的自發(fā)過(guò)程總是從包含微觀態(tài)數(shù)少的宏觀態(tài)向包含微觀態(tài)數(shù)多的宏觀態(tài)，即從熱力學(xué)概率小的狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。10、熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)形式——熵增加原理玻爾茲曼熵克勞修斯熵熵增加原理第八頁(yè)，共20頁(yè)。習(xí)題v

f(v)O

a

b√1、圖示的兩條曲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；令分別表示氧氣和氫氣的最概然速率，則A）圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線；B）圖中a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；第九頁(yè)，共20頁(yè)。2、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)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

ρ，分別有如下的關(guān)系：A）n不同，（EK/V）不同，ρ不同。B）n不同，（EK/V）不同，ρ相同。C）n相同，（EK/V）相同，ρ不同。D）n相同，（EK/V）相同，ρ相同?！獭?、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)和氦氣的體積比V1/V2=1/2，則其內(nèi)能之比E1/E2為:A）3/10．B）1/2．

C）5/6．D）5/3第十頁(yè)，共20頁(yè)。4、下列各圖所示的速率分布曲線，哪一圖中的兩條曲線能是同一溫度下氮?dú)夂秃獾姆肿铀俾史植记€√第十一頁(yè)，共20頁(yè)。5、一定量理想氣體從體積V1膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過(guò)程是：A→B等壓過(guò)程；A→C等溫過(guò)程；A→D絕熱過(guò)程。其中吸熱最多的過(guò)程:A）是A→B。B）是A→C。C）是A→D。D）既是A→B，也是A→C，兩過(guò)程吸熱一樣多?！?、一定量的理想氣體，經(jīng)歷某過(guò)程后，它的溫度升高了。則根據(jù)熱力學(xué)定律可以斷定：①理想氣體系統(tǒng)在此過(guò)程中吸了熱。②在此過(guò)程中外界對(duì)理想氣體系統(tǒng)作了功。③理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了。④理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對(duì)外作了功。A）①③B）②③C）③D）③④E）④√第十二頁(yè)，共20頁(yè)?！藺）b1a過(guò)程放熱，作負(fù)功；b2a過(guò)程放熱，作負(fù)功．B）b1a過(guò)程吸熱，作負(fù)功；b2a過(guò)程放熱，作負(fù)功．C）b1a過(guò)程吸熱，作正功；b2a過(guò)程吸熱，作負(fù)功．D）b1a過(guò)程放熱，作正功；b2a過(guò)程吸熱，作正功．7、bca為理想氣體絕熱過(guò)程，b1a和b2a是任意過(guò)程，則上述兩過(guò)程中氣體作功與吸收熱量的情況是:

p

O

V

b

1

2

a

c

8、處于重力場(chǎng)中的某種氣體，在高度Z處單位體積內(nèi)的分子數(shù)即分子數(shù)密度為n。若f（v）是分子的速率分布函數(shù)，則坐標(biāo)x~x+dx、y~y+dy、z~z+dz介于區(qū)間內(nèi)，速率介于v~v+dv區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)dN=（）第十三頁(yè)，共20頁(yè)。[1]、有一定量的理想氣體，從初狀態(tài)a（P1、V1）開(kāi)始，經(jīng)過(guò)一個(gè)等容過(guò)程達(dá)到壓強(qiáng)為P1/4的

b態(tài)，再經(jīng)過(guò)一個(gè)等壓過(guò)程達(dá)到狀態(tài)C

，最后經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程而完成一個(gè)循環(huán)，求：該循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外作的功A和所吸收的熱量Q。解：由已知可得：循環(huán)過(guò)程第十四頁(yè)，共20頁(yè)。[2].(8-4)0.02kg的氦氣（視為理想氣體），溫度由170C升為270C，若在升溫過(guò)程中，（1）體積保持不變；（2）壓強(qiáng)保持不變；（3）不與外界交換熱量，試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體所作的功。第十五頁(yè)，共20頁(yè)。[3]一定量的單原子分子理想氣體，從初態(tài)A出發(fā)，沿圖示直線過(guò)程變到另一狀態(tài)B，又經(jīng)過(guò)等容、等壓兩過(guò)程回到狀態(tài)A．(1)求A→B，B→C，C→A各過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的功A，內(nèi)能的增量△E以及所吸收的熱量Q．(2)整個(gè)循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的總功以及從外界吸收的總熱量(過(guò)程吸熱的代數(shù)和)．

解：(1)A→B：

ΔE1=

CV(TB-TA)=3(pBVB-pAVA)/2=750J

Q=A1+ΔE1＝950J．

=200J．B→C：

A2=0ΔE2=

CV(TC-TB)=3(PCVC-PBVB

)/2=-600J．Q2=A2+ΔE2＝-600J．

C→A：

A3=PA(VA－VC)=－100J．Q3=A3+ΔE3＝-250J2)A=A1

+A2

+A3

=100J．Q=Q1

+Q2

+Q3=100J第十六頁(yè)，共20頁(yè)。[4]汽缸內(nèi)有2mol氦氣，初始溫度為27℃，體積為20L(升)，先將氦氣等壓膨脹，直至體積加倍，然后絕熱膨脹，直至回復(fù)初溫為止．把氦氣視為理想氣體．試求：(1)在p―V圖上大致畫(huà)出氣體的狀態(tài)變化過(guò)程．(2)在這過(guò)程中氦氣吸熱多少？(3)氦氣的內(nèi)能變化多少？(4)氦氣所作的總功是多少？(普適氣體常量R=8.31解：(1)p－V圖如圖．

(2)T1＝(273＋27)K＝300K據(jù)V1/T1=V

2/T2，得T2=V2

T1/V1＝600K

Q=νCp

(T2-T1)=1.25×104J(3)ΔE＝0(4)據(jù)Q=A+ΔE

∴A＝Q＝1.25×104J0pV12第十七頁(yè)，共20頁(yè)。[5]一定量的某種理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過(guò)程。已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度為T(mén)A=300K,求(1)氣體在狀態(tài)B、C的溫度；（2）各過(guò)程中氣體對(duì)外所作的功；（3）經(jīng)過(guò)整個(gè)循環(huán)過(guò)程，氣體從外界吸收的總熱量（各過(guò)程吸熱的代數(shù)和）0p(Pa)BAC100V(m3)132300解：由圖pA=300Pa，pB=pC=100Pa；VA=VC=1m3，VB=3m3

(1)C→A為等體過(guò)程，據(jù)方程pA/TA=pC/TC可得

TC=TApC/pA=100K．

B→C為等壓過(guò)程，據(jù)方程VB/TB=VC/TC得TB=TCVB/VC=300K(2)各過(guò)程中氣體所作的功分別為A→B：

B→C：A2=pB

(VC-VB)=-200J．

C→A：A3=0(3)整個(gè)循環(huán)過(guò)程中氣體所作總功為

A=A1

+A2

+A3=200J．因?yàn)檠h(huán)過(guò)程氣體內(nèi)能增量為ΔE=0，因此該循環(huán)中氣體總吸熱

Q=A+ΔE=200J．

=400J．第十八頁(yè)，共20頁(yè)。[6]3mol溫度為T(mén)0=273K的理想氣體，先經(jīng)等溫過(guò)程體積膨脹到原來(lái)的5倍，然后等容加熱，使其末態(tài)的壓強(qiáng)剛好等于初始?jí)簭?qiáng)，整個(gè)過(guò)程傳給氣體的熱量為8×104J,試畫(huà)出此過(guò)程的p---V圖，并求這種氣體的比熱容比γ=Cp/CV值。(摩爾氣體常量R=8.31J/molK)解：初態(tài)參量p0、V0、T0．末態(tài)參量p0、5V0、T．由p0V0/T0=p0(5V0)/T得T=5T0

p－V圖如圖所示

等溫過(guò)程：ΔE=0QT=AT=(M/Mmol)RTln(V2/V1)=3RT0ln5=1.09×104J等體過(guò)程：AV=0QV=ΔEV=(M/Mmol)CVΔT=(M/Mmol