211大学物理热学练习2

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2大学物理习题 - 热学

2大学物理习题 - 热学热学一、选择题1．关于温度的意义，有下列几种说法：（1）气体的温度是分子平均平动动能的量度。

（2）气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义。

（3）温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同。

（4）从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。

上述说法中正确的是（A）（1）、（2）、（4）；（C）（2）、（3）、（4）；（B）（1）、（2）、（3）；（D）（1）、（3）、（4）。

2．处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们（A）温度、压强均不相同；（B）温度相同，但氦气压强大于氮气压强；（C）温度、压强都相同；（D）温度相同，但氦气压强小于氮气压强。

3．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能?和平均平动动能w有如下关系：（A）?和w都相等；（B）?相等，而w不相等；（C）w相等，而?不相等；（D）?和w都不相等。

4．1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为（A）?????3355RT；（B）kT；（C）RT；（D）kT。

2222（式中R为摩尔气体常量，k为玻耳兹曼常量）5．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为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：（A）PV/m；（B）PV/?kT?；（C）PV/?RT?；（D）PV/?mT?。

16．速率分布函数f?v?的物理意义为：（A）具有速率v的分子占总分子数的百分比；（B）速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比；（C）具有速率v的分子数；（D）速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数。

7．速率分布函数为f?v?，则f?v?dv的物理意义为：（A）具有速率v的分子占总分子数的百分比；（B）速率分布在v?v?dv区间中的分子数占总分子数的百分比；（C）具有速率v的分子数；（D）速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数。

(完整版)大学物理热学习题附答案

一、选择题1．一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) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2．一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) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系：(A) ε和w都相等 (B) ε相等，w 不相等 (C) w 相等，ε不相等 (D) ε和w 都不相等4．在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为：(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35．水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？(A) 66.7％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 06．两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系：(A) n 不同，(E K /V )不同，ρ不同 (B) n 不同，(E K /V )不同，ρ相同(C) n 相同，(E K /V )相同，ρ不同 (D) n 相同，(E K /V )相同，ρ相同7．一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强8．关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。

大学物理热学测试习题

2 2 8.28 1021 400 K (2) T k 23 3k 3 1.38 10
4.8 一容器中，混有刚性双原子理想气体分子 N1 = 1.0×1023 个和单原子理想气体分子 N2 = 4.0×1023 个，在混合气体的温度是 300k 的状态下，求（1）两种分子的平均平动动能；（2）两种分子的平均动能；（3）容器内气体的内能。
[ B ]
2.对一定量的理想气体,下列所述过程不可能发生的是:[ ] (A) 从外界吸热,但温度降低； (B) 对外做功且同时吸热； (C) 吸热且同时体积被压缩； (D) 等温下的绝热膨胀.
Q E A
[ D ]
3.如图1所示的三个过程中,ac为等温过程,则有 [ ] (A) ab过程 E<0,ad过程 E<0. (B) ab过程 E>0,ad过程 E<0. (C) ab过程 E<0, ad过程 E>0. (D) ab过程 E>0, ad过程 E>0.
热学测验一.选择题（共30分，每题5分）
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为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：[ ] (A)pV/m. (B)pV/ (kT) . (C)pV /(RT) . (D) pV/(mT) .
p p nkT n (分子数密度） kT p N nV V (分子数） kT
[ C ]
8.对于理想气体系统来说,在下列过程中，哪个过程中系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值？（）（A）等容降压过程（B）等温膨胀过程（D）（C）绝热膨胀过程（D）等压压缩过程。
（C）
（B）

大学物理2--热学习题

一、填空（每题2分，），若它们的压强和温度都相同，则它们单位体积内的分子数，分子的平均平动动能。

（填相同或不相同），现使气体的压强增大为原来的两倍，那么内能变为原来的倍；温度变为原来的倍。

，其分子数密度之比1:2:4::=C B A n n n ，而分子的方均根速率之比为1：2：4，则它们的压强之比=C B A P P P :: ，温度之比C B A T T T ::＝。

v rms v p v 。

，分别盛在两个容积相等的容器内，在温度相同的情况下，氧分子和氦分子的平均平动动能之比为；氧和氦的内能之比为（氧和氦都视为刚性分子的理想气体）。

，若理想气体对外做功200J, 则内能增量E 2－E 1＝ J ，理想气体吸收的热量Q ＝ J 。

，改变系统内能的方式有两种，一种是，另一种是。

1.13.3 热力学第二定律的实质是。

机，逆时针工作的机器为机。

二、选择题（每题2分，））。

A. 具有速率v 的分子占总分子数的百分比B. 具有速率v 的分子数C. 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比D. 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分组数）。

A. 大量分子组成的理想气体的任何状态B. 大量分子组成的气体。

C. 大量分子组成的处于平衡态的气体D. 单个气体分子。

，分别储有氦气和氧气，若它们的压强相等、温度相同，则两容器下列各量中相同的是（）。

A. 单位体积中的分子数B. 单位体积中的气体内能C. 单位体积中的气体质量D. 容器中的分子总数，有下列几种说法：（1）气体的温度为分子平均平动动能的量度（2）气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义（3）温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同（4）从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度其中正确的是（）A ．（1）（2）（4）B ．（1）（2）（3）C ．（2）（3）（4）D ．四种说法都不正确，若氧气和氦气的体积比2121=V V ，则其内能之比21E E 为（）。

大学物理(热学部分)练习题2021

练习一（热学）姓名学号班级1．关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度。

(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义。

(3) 温度的高低反映物质内部分子热运动剧烈程度的不同。

(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。

上述说法中，正确的是：(A) (1)、(2)、(4)。

(B) (1)、(2)、(3)。

(D) (1)、(3)、(4)。

［］2．一瓶氦气和一瓶氮气密度相同(He N ρρ=2)，分子平均平动动能相同(kHe kN εε=2)，而且它们都处于平衡状态，则它们：(A) 温度相同，压强相同。

(B) 温度、压强都不同。

(D) 温度相同，但氮气的压强大于氦气的压强。

[ ]3．若室内升起炉子后温度从15℃升高到27℃，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了：(A) 0.5％。

(B) 4％。

(D) 21％。

［］4．一定质量的理想气体储存于某一容器中，温度为T ，气体分子质量为m ，根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在X 方向的分量的下列平均值为： =x v ；=2x v 。

5．容器中储有1mol 的氮气，压强为1.33Pa ，温度为7℃，试求(1) 1m 3氮气的分子数； (2) 容器中氮气的密度；(3) 1m 3中氮气分子的总平动动能。

6.容器内有M =2.66kg 氧气，已知其气体分子的平动动能总和是E k =4.14×105J ，求： (1) 气体分子的平均平动动能； (2) 气体温度。

(阿伏伽德罗常量N A =6.02×1023/mol ，波尔兹曼常量k =1.38×10－23J•K －1)练习二（热学）姓名学号班级1．三个容器A 、B 、C 中装有同种理想气体，其分子密度n 相同，而方均根速率之比为4:2:1::222 C B A v v v ，则气体的压强之比P A ：P B ：P C 为： (A) 1：2：4。

大学物理热学练习题

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)mkT x32=v ． (B)mkT x3312=v ．(C)m kT x/32=v (D) m kT x/2=v［］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) mkT π8=x v (B)m kT π831=x v(C) mkTπ38=x v ． (D) =x v 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()()()2/122/122/12::CB A v v v ＝1∶2∶4，则其压强之比A p∶B p∶C p为：(A) 1∶2∶4． (B) 1∶4∶8．(C) 1∶4∶16． (D) 4∶2∶1．［］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n A ∶n B ∶n C ＝4∶2∶1，而分子的平均平动动能之比为A w ∶B w ∶Cw ＝1∶2∶4，则它们的压强之比A p ∶B p ∶Cp ＝__________．三、计算题两个相同的容器装有氢气，以一细玻璃管相连通，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 O T TρBDDC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) 222zy x v v v ==3、1∶1∶1三、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： p 1V 1=(M 1 / M mol )RT 1 ，p 2V 2=(M 2 / M mol )RT 2 ．由p 1= p 2得：V 1 / V 2= (M 1 / M 2)(T 1 / T 2) ．开始时V 1= V 2，则有M 1 / M 2= T 2/ T 1＝293/ 273．当温度改变为1T '＝278 K ，2T '＝303 K 时，两边体积比为()221121//T M T M V V ''=''＝0.9847 <1．即21V V '<'可见水银滴将向左边移动少许．热学（二）温度公式、能量均分原理、气体内能专业班级学号姓名一、选择题1、关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度．(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义． (3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同．(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度．这些说法中正确的是(A) (1)、(2) 、(4)． (B) (1)、(2) 、(3)． (C) (2)、(3) 、(4)．(D) (1)、(3) 、(4)．［］2、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A) 温度相同、压强相同． (B) 温度、压强都不相同． OT T(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强．(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强．［］3、温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系： (A) ε和w 都相等． (B) ε相等，而w 不相等．(C) w 相等，而ε不相等． (D) ε和w 都不相等．［］4、1 mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为(A) RT 23． (B)kT 23． (C)RT 25． (D)kT 25．［］（式中R 为普适气体常量，k 为玻尔兹曼常量）5、一定质量的理想气体的内能E 随体积V 的变化关系为一直线(其延长线过E ~V 图的原点)，则此直线表示的过程为：(A) 等温过程． (B) 等压过程． (C) 等体过程． (D) 绝热过程．［］二、填空题 1、1 mol 氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27℃，这瓶氧气的内能为________________J ；分子的平均平动动能为____________Ｊ；分子的平均总动能为_____________________Ｊ．(摩尔气体常量 R = 8.31 J ·mol -1·K -1 玻尔兹曼常量 k = 1.38×10-23Ｊ·K -1) 2、若i 是气体刚性分子的运动自由度数，则21ikT 所表示的是_______________ ______________________________________________________．三、计算题容器内有M = 2.66 kg 氧气，已知其气体分子的平动动能总和是E K =4.14×105 J ，求： (1) 气体分子的平均平动动能； (2) 气体温度．(阿伏伽德罗常量N A ＝6.02×1023 /mol ，玻尔兹曼常量k ＝1.38×10-23 J ·K -1 )答案一、选择题 BCCCB 二、填空题1、6.23×10 3 6.21×10 - 21 1.035×10 - 212、在温度为T 的平衡态下，每个气体分子的热运动平均能量(或平均动能) 三、计算题解：(1) M / M mol =N / N A ∴ N =MN A / M mol21Amol 1027.8-⨯===MN E M N E w Kk J (2) kwT 32=＝ 400 K热学（三）热力学第一定律及应用一、选择题1、一物质系统从外界吸收一定的热量，则 (A) 系统的内能一定增加． (B) 系统的内能一定减少． (C) 系统的内能一定保持不变． (D) 系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变．[ ]2、一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了．则根据热力学定律可以断定： (1) 该理想气体系统在此过程中吸了热． (2) 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功． (3) 该理想气体系统的内能增加了． (4) 在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功．以上正确的断言是： (A) (1)、(3)． (B) (2)、(3)． (C) (3)． (D) (3)、(4)．(E) (4)．3、如图所示，一定量理想气体从体积V 1，膨胀到体积V 2分别经历的过程是：A →B 等压过程，A →C 等温过程；A →D 绝热过程，其中吸热量最多的过程[ ](A) 是A →B. (B)是A →C. (C)是A →D.(D)既是A →B 也是A →C , 两过程吸热一样多。

《大学物理》热学习题

［
］
15. (本题 3分)(4310)
一定量的理想气体，其状态改变在 p－T 图上 p
沿着一条直线从平衡态 a 到平衡态 b(如图)．
p2
(A) 这是一个膨胀过程．
(B) 这是一个等体过程． (C) 这是一个压缩过程．
p1
(D) 数据不足，不能判断这是那种过程．
［
］
O
b
a T
T1 T2
v1
v1
∫ (D) v2 vf (v ) dv /N． v1
［
］
10. (本题 3分)(4133)
关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程． (2) 准静态过程一定是可逆过程． (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程． (4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程．以上四种判断，其中正确的是 (A) (1)、(2)、(3)． (B) (1)、(2)、(4)． (C) (2)、(4)． (D) (1)、(4)．
理想气体向真空作绝热膨胀． (A) 膨胀后，温度不变，压强减小． (B) 膨胀后，温度降低，压强减小． (C) 膨胀后，温度升高，压强减小． (D) 膨胀后，温度不变，压强不变．
［
］
13. (本题 3分)(4579)
对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能
的增量和对外作的功三者均为负值？
［
］
11. (本题 3分)(4674)
置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则
这两种情况下气体的状态
(A) 一定都是平衡态．
(B) 不一定都是平衡态．
(C) 前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态．

大学物理2热学试题

选择题1.在标准状态( P=1atm, T=273.15K )下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的内能之比E 1 / E 2=1 / 2 ，则其体积比V 1 / V 2为:(A)3 / 10． (B) 2/1 (C) 6/5． (D) 3 / 5．［ A ］2.一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2个刚性多原子理想气体分子，当该系统处在温度为T 的平衡态时，其内能为(A) (N 1+N 2) (25kT +3kT )． (B) N 123kT +N 23kT ． (C) 21(N 1+N 2) (23kT +3kT ) (D) N 125kT + N 23kT ．［ B ］ 3. 一定量的理想气体经历acb 过程时吸热800 J ．则经历acbda 过程时，吸热为［ C ］(A) –1200 J ． (B) –700 J ．(C) –400 J ． (D) 1200 J ．p (×105 Pa)-3 m 3)4.对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统内能变化量与从外界吸收的热量之比E ∆ / Q 等于［ D ］(A) 3/4． (B) 1/2． (C) 3/5． (D) 5/7．5.如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态b ( 压强p 1 = 4 atm ，体积V 1 =2 L )变到状态a ( 压强p 2 =2 atm ，体积V 2 =4 L )．则在此过程中：［ C ］(A) 气体对外作正功，向外界放出热量． (B) 气体对外作正功，从外界吸热． (C) 气体对外作负功，向外界放出热量． (D) 气体对外作正功，内能减少6.一定质量的理想气体的内能E 随体积V 的变化关系为一直线(其延长线过E ~V 图的原点)，则此直线表示的过程为：［ C ］(A) 等温过程． (B) 等体过程． (C) 等压过程． (D) 绝热过程．7.置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态［ D ］(A)前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态(B) 后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态．(C) 一定都是平衡态． (D) 不一定都是平衡态．8.某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB 直线所示(内能E 不变)．A →B 表示的过程是［ C ］(A) 等压过程(B) 等体过程． (C) 等温过程． (D) 绝热过程．9. 质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程，使其体积增加一倍．那么气体温度的改变(绝对值)在［ A ］(A) 等压过程中最大，等温过程中最小． (B) 绝热过程中最大，等温过程中最小．(C) 等压过程中最大，绝热过程中最小． (D) 绝热过程中最大，等压过程中最小． 10 .理想气体向真空作绝热膨胀．［ C ］(A) 膨胀后，温度升高，压强减小． (B) 膨胀后，温度降低，压强减小．(C) 膨胀后，温度不变，压强减少 (D) 膨胀后，温度不变，压强不变．11. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递热量是：［ B ］(A) 6 J. (B)3J (C) 5J. (D) 2 J.12.设高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n 倍，则理想气体在一次卡诺循环中，对外所做的功是从高温热源吸取热量的［ D ］ (A) 1-n n 倍． (B) 1+n n 倍．(C) n 1倍． (D) nn 1-倍． 13. 关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述：［ C ］(1) 功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功； (2) 一切热机的效率都只能够小于1；(3) 热量不能从低温物体向高温物体传递；(4) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的．以上这些叙述 (A) 只有(1)、(3) 、(4)正确． (B) 只有(2)、(3) 、(4)正确．(C) 只有(2)、(4)正确 (D) 全部正确． 14. 1mol 的单原子分子理想气体从状态A 变为状态B ，如果不知是什么气体，变化过程也不知道，但A 、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出：［ D ］(A) 气体所作的功 (B)气体的质量(C) 气体传给外界的热量(D)气体内能的变化 15.“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外作功．”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的？［ D ］(A) 不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律．(B) 不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律．(C) 违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律．(D) 不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律．二. 填空题1. 某理想气体在温度为127℃和压强为1.025×10-2 atm 情况下，密度为 10.0 g/m 3，则这气体的摩尔质量μmol ＝_ 32.0 g/mol _．(普适气体常量R ＝8.31 J ·mol -1·K -1,1atm=1.013510⨯ pa)2. 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n A ∶n B ∶n C ＝1∶3∶5，而分子的平均平动动能之比为A w ∶B w ∶C w ＝1∶2∶4，则它们的压强之比A p ∶B p ∶C p ＝__ 1∶6∶20 ________．3. 如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分别为S 1和S 2，那么（1）如果气体的膨胀过程为b ─2─a ，则气体对外做功W ＝ - S 2__；（2）如果气体进行a ─1─b ─2─a 的循环过程，则它对外做功W ＝ S 1． 4. 水的定压比热为 K J/g 2.4⋅．有1 kg 的水放在有电热丝的开口桶内，如图所示．已知在通电使水从30 ℃升高到40 ℃的过程中，电流作功为 6.2×104 J ，那么过程中系统从外界吸收的热量Q =__－2.0×104 J ___参考解：如果加热使水经历同样的等压升温过程，应有 Q ′=ΔE +W ′= mc (T 2－T 1) 可知 ΔE = mc (T 2－T 1) －W ′现在通电使水经历等压升温过程，则应有 ∵ Q =ΔE +W ′－W 电 ∴ Q = mc (T 2－T 1) －W 电 =－2.0×104 J5. 一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V 1膨胀到2V 1，分别经历以下三种过程：(1) 等压过程；(2) 等温过程；(3)绝热过程．其中：_等压_过程气体对外作功最多；__等压_过程气体内能增加最多；___等压__过程气体吸收的热量最多．6. 一热机从温度为 927℃的高温热源吸热，向温度为 327℃的低温热源放热．若热机在最大效率下工作，且每一循环做功2000 J ，则此热机每一循环吸热___4000 J____7. 可逆卡诺热机可以逆向运转．逆向循环时, 从低温热源吸热, 向高温热源放热, 而且吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量和从高温热源吸的热量。

《大学物理》习题册题目及答案第8单元热力学基础(二)

第8单元热力学基础（二）序号学号姓名专业、班级一选择题一选择题[ B ]1．在下列各种说法中，哪些是正确的? (1)热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程。

(2) (3) (4)热平衡过程在p-V(A)(1)、(2) (B)(3)、(4)(C)(2)、(3)、(4)(D)(1)、(2)、(3)、(4)[ B ]2．下面所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的符号。

[ D ]3．设有以下一些过程：（1）两种不同气体在等温下互相混合。

（2）理想气体在定容下降温。

（3）液体在等温下汽化。

（4）理想气体在等温下压缩。

（5）理想气体绝热自由膨胀。

在这些过程中，使系统的熵增加的过程是： (A)（1）、（2）、（3）; (B)（2）、（3）、（4）; (C)（3）、（4）、（5）; (D)（1）、（3）、（5）。

[ A ]4．一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由1V 增至2V ，在此过程中气体的(A) 内能不变，熵增加; (B) 内能不变，熵减少; (C) 内能不变，熵不变; (D) 内能增加，熵增加。

二填空题1. 热力学第二定律的克劳修斯叙述是：热量不能自动地从低温物体传向高温物体；开尔文叙述是：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸热完全转变为有用功而其它物体不发生任何变化。

2. 从统计的意义来解释：不可逆过程实际上是一个从概率较小的状态到概率较大的状态的转变过程。

一切实际过程都向着状态的概率增大（或熵增加）的方向进行。

3. 熵是大量微观粒子热运动所引起的无序性的定量量度。

若一定量的理想气体经历一个等温膨胀过程，它的熵将增加 (填入：增加，减少，不变)。

三计算题*１．一致冷机用理想气体为工作物质进行如图所示的循环过程，其中ab 、cd 分别是温度为T 2、T 1的等温过程，bc 、da 为等压过程．试求该致冷机的致冷系数．解：在ab 过程中，外界作功为 1221ln ||p p RT M MA mol =' 在bc 过程中，外界作功 )(||121T T R M MA mol -=''在cd 过程中从低温热源T 1吸取的热量2Q '等于气体对外界作的功2A '，其值为 ='='22A Q 122ln p p RT M Mmol在da 过程中气体对外界作的功为 )(122T T R M M A m o l -=''致冷系数为 22112||||A A A A Q w ''-'-''+''=)(ln )(ln ln 1212112122121T T p p T T T p p T p p T ----+=121T T T -=2.已知一定量的理想气体经历如图所示的循环过程。

大学物理_热学习题

平衡态下，速率在平衡态下，速率在VP —V1间的分子数占总分子数的比率。的分子数占总分子数的比率。气体分子速率在V （气体分子速率在 P —V1间的概率）
5
如图所示的曲线分别是氢气和氧气在相同温度下的麦克斯韦分子速率分布曲线。同温度下的麦克斯韦分子速率分布曲线。从图中求氢气分子的最概然速率、从图中求氢气分子的最概然速率、氧气分子的最概然速率和氧气的方均根速率。子的最概然速率和氧气的方均根速率。
14.一卡诺热机在高温 T1 和低温 T2之间工作。若一卡诺热机在高温之间工作。提高热源温度∆ 或降低冷源温度，或降低冷源温度∆ 提高热源温度∆T或降低冷源温度∆T，这两种方法都可以提高该机的效率。问在高、都可以提高该机的效率。问在高、低温热源改变相同温度∆ 的条件下那种方法的效率提得较高的条件下，较高？相同温度∆T的条件下，那种方法的效率提得较高？并作一评论。并作一评论。
8.关于可逆过程和不可逆过程的判断：关于可逆过程和不可逆过程的判断：关于可逆过程和不可逆过程的判断（1）可逆热力学过程一定是准静态过程。）可逆热力学过程一定是准静态过程。（2）准静态过程一定是可逆过程。）准静态过程一定是可逆过程。（3）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。（4）凡有摩擦的过程一定是不可逆过程。）凡有摩擦的过程一定是不可逆过程。
Nf (v)dv N
作业习题集CH8（一）7B 类同下限为零上限为 VP
= ∫ f (v)dv
v0
∞
4
已知 f（v）为 N 个分子组成的系统的速率分布（）函数，函数，写出下图中阴影面积所对应的数学表达式和物理意义 f(v)

热学习题2(大学物理)

S1 = 2C
可知， 28g，300K氮气处于另一50L的容器的熵也为C 混合前的熵：
混合后的熵：氧气、氮气所占空间都是100L，T＝300K。
100 S2 = 2(C + R ln ) = 2C + 2 R ln 2 50
S − S0 = ν C p ,m ln(
V p ) + ν CV ,m ln( ) V0 p0
&& f = mg − p′S = −dpS = mx
绝热过程，有
mg
pV = C.
γ
p, V
pV γ = C.
两边微分，
&& f = −dpS = mx
=0
pS X
V γ dp + γ pV γ −1dV = 0 dp dV ⇒ +γ Vdp + γ pdV = 0 p V γp γp 2 && mx = −dpS = SdV = − S x V V
1.一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用
后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2．及使用前后分子热运动平均速率之比v1/v2．
2.水蒸气分解为同温度T的氢气和氧气 H2O →H2＋1/2O2 时，1
摩尔的水蒸气可分解成1摩尔氢气和摩尔氧气．当不计振动自由度时，求此过程中内能的增量．
( ∆S )23′
∴T3′ > T3
T3′ = ?
T3′ T3 T3′ = CV ln − CV ln = CV ln > 0 T0 T0 T3
温度更高取决于压缩的快慢
整个过程的熵变
∆S = ( ∆S )12 + ( ∆S )23′

大学物理化学2-热力学第二定律课后习题及答案

热力学第二定律课后习题答案习题1在300 K ，100 kPa 压力下，2 mol A 和2 mol B 的理想气体定温、定压混合后，再定容加热到600 K 。

求整个过程的∆S 为若干？已知C V ,m ,A = 1.5 R ，C V ,m ,B = 2.5 R[题解]⎪⎩⎪⎨⎧B(g)2mol A(g)2mol ，，纯态 3001001K kPa，（）−→−−−−混合态，，2mol A 2mol B100kPa 300K 1+==⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪p T 定容（）−→−−2混合态，，2mol A 2mol B 600K 2+=⎧⎨⎪⎩⎪T ∆S = ∆S 1 + ∆S 2，n = 2 mol∆S 1 = 2nR ln ( 2V / V ) = 2nR ln2 ∆S 2 = ( 1.5nR + 2.5nR ) ln （T 2 / T 1）= 4nR ln2 所以∆S = 6nR ln2= ( 6 ⨯ 2 mol ⨯ 8.314 J ·K -1·mol -1 ) ln2 = 69.15 J ·K -1 [导引]本题第一步为理想气体定温定压下的混合熵，相当于发生混合的气体分别在定温条件下的降压过程，第二步可视为两种理想气体分别进行定容降温过程，计算本题的关键是掌握理想气体各种变化过程熵变的计算公式。

习题22 mol 某理想气体，其定容摩尔热容C v ，m =1.5R ，由500 K ，405.2 kPa 的始态，依次经历下列过程：(1)恒外压202.6 kPa 下，绝热膨胀至平衡态； (2)再可逆绝热膨胀至101.3 kPa ； (3)最后定容加热至500 K 的终态。

试求整个过程的Q ，W ，∆U ，∆H 及∆S 。

[题解] （1）Q 1 = 0，∆U 1 = W 1， nC V ,m （T 2－T 1）)(1122su p nRT p nRT p --=， K400546.2022.405)(5.11221211212====-=-T T kPa p kPa p T p T p T T ，得，代入，（2）Q 2 = 0，T T p p 3223111535325=-=-=--()γγγγ，， T T 320.42303==-()K（3）∆V = 0，W 3 = 0，Q U nC T T V 3343232831450030314491==-=⨯⨯⨯-=∆,()[.(.)].m J kJp p T T 434350030310131671==⨯=(.).kPa kPa 整个过程：Q = Q 1 + Q 2+ Q 3 =4.91kJ ，∆U = 0，∆H = 0，Q + W = ∆U ，故W =－Q =－4.91 kJ∆S nR p p ==⨯=--ln (.ln ..).141128314405616711475J K J K ··[导引]本题的变化过程为单纯pVT 变化，其中U 、H 和S 是状态函数，而理想气体的U 和H 都只是温度的函数，始终态温度未变，故∆U = 0，∆H = 0。

大学物理——热学必考题

1. 有 2×10-3 m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102 J．(1) 试求气体的压强；(2) 设分子总数为 5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度．(玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23 J·K-1)2. 一瓶氢气和一瓶氧气温度相同．若氢气分子的平均平动动能为= 6.21×10-21 J．试求：(1) 氧气分子的平均平动动能和方均根速率．(2) 氧气的温度．(阿伏伽德罗常量N A＝6.022×1023 mol-1，玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23 J·K-1)3. 一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里．此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)．已知气体的初压强p1=1atm，体积V1=1L，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，(1) 在p－V图上将整个过程表示出来．(2) 试求在整个过程中气体内能的改变．(3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量．(1 atm＝1.013×105 Pa)(4) 试求在整个过程中气体所作的功．4. 1 mol理想气体在T1 = 400 K的高温热源与T2 = 300 K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400 K的等温线上起始体积为V1 = 0.001 m3，终止体积为V2 = 0.005 m3，试求此气体在每一循环中(1) 从高温热源吸收的热量Q1(2) 气体所作的净功W(3) 气体传给低温热源的热量Q25. 气缸内贮有36 g 水蒸汽(视为刚性分子理想气体)，经abcda 循环过程如图所示．其中a －b 、c －d 为等体过程，b －c 为等温过程，d －a 为等压过程．试求：(1) d －a 过程中水蒸气作的功W da(2) a －b 过程中水蒸气内能的增量∆E ab(3) 循环过程水蒸汽作的净功W(4) 循环效率η(注：水蒸汽自由度i = 6, 水蒸汽的摩尔质量M mol ＝18×10-3 kg ，1 atm= 1.013×105 Pa)6. 1 mol 双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中1－2为直线，2－3为绝热线，3－1为等温线．已知T 2 =2T 1，V 3=8V 1 试求：(1) 各过程的功，内能增量和传递的热量；(用 T 1和已知常量表示)(2) 此循环的效率η．7. 1mol 的单原子分子理想气体，从初态A 出发，经历如图循环过程，求：(1) 各过程中系统对外作的功、内能的变化和吸收的热量；(2) 整个循环过程系统对外作的总功及净吸热；(3) 该循环的效率；8. 如图所示代表一以He 气(氦气,可视为理想气体)为工作物质的循环过程, 图中V 1=2V 2, p 1=3p 2. 试问：（1）该循环过程是代表热机还是致冷机？（2）如果是热机求出该热机的循环效率；如果是致冷机则求出该致冷机的致冷系数e.9. 有一制冷空调器, 夏天制冷的输入功率为1000W; (1)若实际制冷量为2500W, 求此空调器的制冷系数. (2)若空调器按卡诺循环工作(即卡诺致冷机), 室外的温度为370C, 室内温度为220C, 则空调器的制冷系数是多少?。

大学物理热学部分例题及习题

前后气体内能之比？
解：E内

i 2
RT

i 2
PT
i
i
E1 2 P1V1, E2 2 P2V2
P1V1
P2V2
V1 V2

(
P2
)
1

,
P1
( CP i 2 5)
CV i 3
E1

P1V1

2

(
1
1
)
2
25
E2 P2V2
2
例1：判断正误
1、功可以全部转变为热, 但热不能全部转变为功 2、热量不能从低温物体传向高温物体
v
v0 2
v0
2v0
3v0
4v0

a 2v0
v)
4v0
,
(2v04v0 )
(5) t

1 2
m0 v2
例、N2分子在标况下平均碰撞次数5.42108 S-1, 分子平均自由程610-6cm,若T不变,P降为0.1atm,
则碰撞次数变为—,平均自由程变为—
解： Z
2d 2vn
2d 2
V
C
B
(2)BC, (3)CA
A
T
解：AB:等压
E>0, A>0, Q=E+A>0, 或QP=CPT>0
BC:等容
E<0,A=0, Q=E+A<0, 或QV=CVT<0
CA:等温
E=0, A<0, Q=E+A<0
例2、一定量理想气体(自由度i),在等压过程中
吸热Q,对外做功A,内能增加E,则A/Q=?

大学物理2(热学)期末试卷及答案

有 (1分)
又根据气体状态方程得
(2分)
(2分)
(A)系统从外界吸收的热量;
(B)系统对外放出的热量;
(C)系统对外界所作的功;
(D)没有任何意义
[C]
三计算证明题(共50分)
1.（1）试估计水的分子数密度和水分子直径的数量级.（2）试估计100℃的饱和水蒸汽（压强为1atm）的平均自由程（共10分）.
解:18㎝3的水中有6.02×1023个水分子,所以水的分子数密度为
(10分)
证：设在半径为r的圆柱面上通过的总热流为 .在r~r+dr的圆筒形薄层气体中的温度梯度为dT/dr,故
(3分)
达到稳态时不同r处的相同,(2分)
故
(1分)
从R1到R2积分,可得
(2分)
故每秒由内筒通过空气的热量为
(2分)
4.将质量1.00kg、压强为1个大气压、温度为100℃的水蒸汽准静态地冷凝成水，再降温到20℃时，其熵变是多少?认为水的热容与温度无关，在1个大气压下水的热容为4，18kJ／kg。汽化热为2250kJ／kg.（10分）
3分`
水的分子数密度的倒数就是在水中每个分子所分摊到的体积.可以认为它近似等于水分子直径的3次方.
3分
（2）100℃的饱和水蒸汽的压强为1atm,由于
p=nkT1分
3分
2若麦克斯韦速率分布为f(v)dv,试求出从v1~v2范围内分子的速率之和以及分子的平均速率.（2）气体分子速率与最概然速率之差不超过1％的分子占全部分子的百分之几?（共10分）
(A) 1-T3/T1;
(B)1-T2/T1
(C)1- (T2-T3)/(T1-T2);
(D)1-T3/T2
[A]

大学物理热力学第二定律习题(附答案)

nc
B → C 为等体降温降压过程，有
he .c
om
① ②
解：（ 1 ）由题意及相图有：空气可视为刚性双原子分子理想气体，总自由度数为
为 10 5 kW 的动力厂每秒能生产多少千克 0 � C 的水。）（已知冰的比热容 c = 2.08 kJ/kg ⋅ � C ，冰的熔解热 l = 333.6 kJ/kg 。解：（1）在这两个恒温热源之间工作的热机效率的理论极限是可逆卡诺循环的效率：
η = 1−
273 − 40 T2 ＝1－ = 78. 3% 273 + 800 T1
（2）一座输出功率为 105 kW 的动力工厂每秒钟热机需做功 A = 10 5 × 10 3 = 10 8 ( J ) 每秒传给冷源的热量 Q 2 =
设每秒钟有 M kg 的冰熔化成 0 � C 的冰，则有
M = [ c(T0 − T2 ) + l ] = Q2
解：根据热力学第二定律（P306）的开尔文表述和不可逆过程定义知(1)错(4)对，根据热机效率公式知(2)对，根据热力学第二定律的克劳修斯表述知(3)错。故选 A
om
∆Q < 0， T
故选 D
4．关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述： (1) 功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功 (2) 一切热机的效率都只能够小于 1 (3) 热量不能从低温物体向高温物体传递 (4) 热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的以上这些叙述 [ ] (A) 只有(2)、(4)正确 (B) 只有(2)、(3) 、(4)正确 (C) 只有(1)、(3) 、(4)正确 (D) 全部正确
T A = 1 − 2 ，得 B 错，C 错。 Q T1

大学物理习题集解答热学2(习题)

p T p T 解：设初末状态 ( , ) ( , )
11
22
p 1p 221
p T p T 1
1
绝热过程方程： 2 2 1 1
p2 p1
1
T1 T2
1
E1 E2
T1 T2
p2 p1
1
24
3―9 图3―4为一定量的理想气体所经历的循环过程的 T―V图，其中CA为绝热过程，状态A(T1,V1)和状态B(T1,V2) 为已知。求：
( 1) ln V 1
V2
3—10试证明一条等温线和一条绝热线不可能相交两次。
P 证明：假设一条等温线与一条绝热
线相交两次，交点分别为A、B
A
则A、B等温线上
T A T B , E 0
A、B在绝热线上 Q 0 AB
DC B
由热力学第一定律
0
V
Q E A A 0 V B pdV
AB
V p V 解：由绝热过程方程
p
00
V
V
1
p A pdV
V V V 0
V0
0
0
dV
11
1
p V
0
(
01
1
1)
V V0
1
1பைடு நூலகம்
( pV
p0V
)
0
1( 1
p0V 0
pV )
3—8容器内贮有刚性多原子分子理想气体，经准静态绝热膨胀过程后，压强减小为初压强的一半，求始末状态气体
内能之比E1：E2=？
T
1
V V
1 2
（2）AB为等温过程
Q 1
R T
ln