大學(xué)物理復(fù)習(xí)-第五六章

第五章氣體動(dòng)理論一、氣體動(dòng)理論物態(tài)方程壓強(qiáng)公式-速度關(guān)系式壓強(qiáng)公式溫度公式二、能量均分平均平動(dòng)動(dòng)能平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能平均動(dòng)能以雙原子分子為例1mol氣體的總動(dòng)能1個(gè)分子的2三、速率分布?xì)w一化條件平均速率三個(gè)統(tǒng)計(jì)速率速率分布函數(shù)定義3第五章典型例題41．麥克斯韋分子速率分布函數(shù)f（

）必須滿足條件_____________，此條件的物理意義是:分子速率處于（0~∞）區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比為1.

2．若f(

)為氣體分子速率分布函數(shù),N為氣體分子總數(shù)，m為分子質(zhì)量，則的物理意義為____________________________________。二、填空題速率在速率間隔

1～2之內(nèi)的分子平均動(dòng)能之和3.某種氣體在溫度T1時(shí)的方均根速率等于溫度T2時(shí)的平均速率，則T2/T1為_______________。4．用總分子數(shù)N、氣體分子速率

和速率分布函數(shù)f(

)，表示下列各量：（1）速率大于

0的分子為

。（2）速率大于

0的那些分子的平均速率為___.

5．對(duì)于處在平衡態(tài)下溫度為T的理想氣體，kT/2的物理意義是:

物質(zhì)分子的任何一種運(yùn)動(dòng)形式的每一個(gè)自由度均具有kT/2的平均能量

。（k為玻耳茲曼常量）6.自由度為i的一定量剛性分子理想氣體，當(dāng)其體積為V、壓強(qiáng)為P時(shí),其內(nèi)能E=_____.

7．有兩條氣體速率分布曲線為①和②

a、若兩條曲線分別表示同一種氣體處于不同溫度下的速率分布，則曲線

表示的氣體溫度較高。12b、若兩條曲線分別表示同一溫度下的氫氣和氧氣的速率分布，則曲線

表示氧氣的速率分布曲線。8．某理想氣體的定壓摩爾熱容量為，則它在273K時(shí)分子的平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能______________。設(shè)自由度為i,雙原子分子3.77×10－28(J)1．設(shè)某系統(tǒng)由N個(gè)粒子組成，粒子的速率分布如圖所示．求（1）分布函數(shù)f(

)的表達(dá)式；(2)常數(shù)a以

0表示的計(jì)算式；(3)速率在0~

o之間、1.5

0~2

0之間的粒子數(shù)；(4)速率在0~

0之間粒子的平均速率。解(1)設(shè)直線斜率為k,由速率分布圖可知三.計(jì)算題1．設(shè)某系統(tǒng)由N個(gè)粒子組成，粒子的速率分布如圖所示．求(2)常數(shù)a以

0表示的計(jì)算式；(3)速率在0~

o之間、1.5

0~2

0之間的粒子數(shù)；(4)速率在0~

0之間粒子的平均速率。(2)曲線下的面積為系統(tǒng)總粒子數(shù)(3)(4)2．某氣體的溫度T＝273K，壓強(qiáng)P=1.00×103Pa

密度ρ＝1.24×10-2kg?m-3。(1)求氣體的摩爾質(zhì)量；(2)求氣體分子的方均根速率；(3)容器單位體積內(nèi)分子的總平動(dòng)動(dòng)能。解(1)(2)(3)

解:3．在封閉容器中，一定量的N2理想氣體溫度升高到原來的5倍時(shí)，氣體系統(tǒng)分解為N原子理想氣體，此時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)能為原來的多少倍？（不考慮振動(dòng)）N22N,第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)一、熱力學(xué)第一定律內(nèi)能增量功熱量熱力學(xué)第一定律二、四個(gè)過程等體等壓等溫絕熱絕熱線比等溫線陡些，但圍成的面積小。13三、循環(huán)熱機(jī)效率制冷系數(shù)卡諾循環(huán)四、熱力學(xué)第二定律不可能把熱量從低溫物體自動(dòng)傳到高溫物體而不引起其它變化。不可能從單一熱源吸收熱量，使它完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓?4第六章典型例題熱力學(xué)第二定律：從單一熱源吸收來的熱量全部用來做功而不引起其他變化是不可能的。而等溫膨脹時(shí)，理想氣體所吸收的熱量全部用來做功，氣體的體積增大了。氣體的體積增大屬于“其它變化”，所以不矛盾。2、如圖所示，一定量理想氣體從體積V1，膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過程是：A→B等壓過程，A→C等溫過程；A→D絕熱過程，其中吸熱量最多的過程[](A)是A→B.(B)是A→C.(C)是A→D.(D)既是A→B也是A→C,兩過程吸熱一樣多。

3、對(duì)于理想氣體系統(tǒng)來說，在下列過程中，哪個(gè)過程系統(tǒng)所吸收的熱量、內(nèi)能的增量和對(duì)外作的功三者均為負(fù)值？

(A)等體降壓過程．(B)等溫膨脹過程．

(C)絕熱膨脹過程．(D)等壓壓縮過程．［

］4、一定量的理想氣體經(jīng)歷acb過程時(shí)吸熱500J．則經(jīng)歷acbda過程時(shí)，吸熱為

[]

(A)–1200J．(B)–700J．(C)–400J．(D)700J．

1A;2D;3B161.一定量的某種理想氣體起始溫度為T,體積為V,該氣體在下面的循環(huán)過程中經(jīng)過三個(gè)平衡過程：（1）絕熱膨脹到體積2V,(2)等體變化使溫度恢復(fù)為T,(3)等溫壓縮到原來的體積V,則這整個(gè)循環(huán)過程中【】(A)氣體向外界放熱(B)氣體對(duì)外界做正功(C)氣體內(nèi)能增加(D)氣體內(nèi)能減少。

一、選擇題：解：該氣體的循環(huán)過程如右圖，易見是一個(gè)逆循環(huán)，故系統(tǒng)向外界放熱。A171.一卡諾熱機(jī)，用290g空氣為工作物質(zhì)，工作在27℃的高溫?zé)嵩磁c－73℃的低溫?zé)嵩粗g，此熱機(jī)的效率η=___________。若在等溫膨脹的過程中氣缸體積增大到2.718倍，則此熱機(jī)每一循環(huán)所做的功為________。（空氣的摩爾質(zhì)量29×10－3kg/mol）解：由T1=200k,T2=300k：熱機(jī)的效率在等溫膨脹的過程中熱機(jī)吸熱Q1為：二、填空：再由得：A=η×Q1=2.49×104×0.33=8309J8309J185、根據(jù)熱力學(xué)第二定律判斷下列哪種說法是正確的．［］

(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Γ?/p>

(C)氣體能夠自由膨脹，但不能自動(dòng)收縮．C6、一定量理想氣體，從同一狀態(tài)開始使其體積由V1膨脹到2V1，分別經(jīng)歷以下三種過程：(1)等壓過程；(2)等溫過程；(3)絕熱過程．其中：_____過程氣體對(duì)外作功最多；_

_過程氣體內(nèi)能增加最多；___—過程氣體吸收的熱量最多．等壓等壓等壓2.圖示是相同溫度下的氫氣和氦氣的速率分布曲線，則該溫度下氫氣分子的最概然速率為

。最概然速率可知：已知：得那么84、某一熱機(jī)從727攝氏度的高溫?zé)嵩次鼰?，向溫度?27度的低溫?zé)嵩捶艧?。若熱機(jī)在最大效率工作，且每一循環(huán)吸熱2000J，則此熱機(jī)每一循環(huán)做功？400J320K8、1mol理想氣體(設(shè)Cp/CV為已知)的循環(huán)過程如T－V圖所示，其中CA為絕熱過程，A點(diǎn)狀態(tài)參量(T1，V1)和B點(diǎn)的狀態(tài)參量(T2，V2)為已知．試求C點(diǎn)的狀態(tài)參量：

Vc=____，

Tc=______________，

pc=_______________．V2

7、一卡諾熱機(jī)(可逆的)，低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7℃，熱機(jī)效率為40％，其高溫?zé)嵩礈囟葹開__K．今欲將該熱機(jī)效率提高到50％，若低溫?zé)嵩幢３植蛔?，則高溫?zé)嵩吹臏囟葢?yīng)增加___K．500100

279、0.02kg的氦氣(視為理想氣體)，溫度由17℃升為27℃．若在升溫過程中，(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．(普適氣體常量R=8.31)解：氦氣為單原子分子理想氣體，

(1)等體過程，V＝常量，W=0

據(jù)Q＝ΔE+W

可知

＝623J3分28(2)定壓過程，p=常量，

(3)Q=0，DE與(1)同

W=-DE=-623J(負(fù)號(hào)表示外界作功)3分=1.04×103J

DE與(1)相同．

W=Q-DE＝417J4分

10、一定量的理想氣體，由狀態(tài)a經(jīng)b到達(dá)c．(如圖，abc為一直線)求此過程中(1)氣體對(duì)外作的功；(2)氣體內(nèi)能的增量；(3)氣體吸收的熱量．(1atm＝1.013×105Pa)3031346.15、假定夏季室外溫度恒定為37.0℃，啟動(dòng)空調(diào)使室內(nèi)溫度始終保持在17.0℃如果每天有2.51×108J的熱量通過熱傳導(dǎo)等方式自室外流入室內(nèi)，則空調(diào)一天耗電多少？（設(shè)該空調(diào)致冷機(jī)的致冷系數(shù)為同條件