中北大学物理系热力学第一定律练习题

第十四章 热力学第一定律
一、选择题 1、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。

2 、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． ［ ］
3、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：
(A) 气体所作的功 (B) 气体内能的变化
(C) 气体传给外界的热量 (D) 气体的质量 ［ ］
4、如图所示，一定量的理想气体，沿着图中直线从状态a ( 压强p 1 = 4 atm ，体积V 1 =2 L )变到状态b ( 压强p 2 =2 atm ，体积V 2 =4
L )．则在此过程中：
(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． ［ ］
二、填空题
1、要使一热力学系统的内能增加，可以通过____ ______或 __ ___两种方式，或者两种方式兼用来完成．热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于_ ，而与__________无关．
2、如图所示，一定量的理想气体经历a →b →c 过程，在此过程中气体从外界吸收热量Q ，系统内能变化∆E ，请在以下空格内填上>0或<0或= 0：
Q _____，∆E ________．
3、将热量Q 传给一定量的理想气体， （1）若气体的体积不变，则热量用于_____________________．
（2）若气体的温度不变，则热量用于_____________________．
V 1234 V
（3）若气体的压强不变，则热量用于_____________________
4、一气缸内贮有10 mol 的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J ，气体升温1 K ，此过程中气体内能增量为 _ ，外界传给气体的热量为_______． (C v,m = 3R/2)
5、1 mol 的单原子理想气体（C v,m = 3R/2），从状态I (p 1,V 1)变化至状态II
(p 2,V 2)，如图所示，则此过程气体对外作的功为________，吸收的热量为______________．
第十五章 热力学第二定律
一、选择题
1、一定量的某种理想气体起始温度为T ，体积为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、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda 增大为
da c b a ''，那么循环abcda 与da c b a ''所作的净功和热机效率变化情况是：
(A) 净功增大，效率提高． (B) 净功增大，效率降低． (C) 净功和效率都不变． (D) 净功增大，效率不变． ［ ］
3、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)
分别为S 1和S 2，则二者的大小关系是：
(A) S 1 > S 2． (B) S 1 = S 2．
(C) S 1 < S 2． (D) 无法确定． ［ ］
4、甲说：“由热力学第一定律可证明任何热机的效率不可能等于1．”
乙说：“热力学第二定律可表述为效率等于 100％的热机不可能制造成功．”丙说：“由热力学第一定律可证明任何卡诺循环的效率都等于)/(112T T - ．”丁说：“由热力学第一定律可证明理想气体卡诺热机(可逆的)循环的效率等于)/(112T T -”对以上说法，有如下几种评论，哪种是正确的？
(A) 甲、乙、丙、丁全对． (B) 甲、乙、丙、丁全错．
(C) 甲、乙、丁对，丙错． (D) 乙、丁对，甲、丙错． ［ ］
,V 2) c ' d T 2 a b b ' c T 1V O p
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
_____．今欲将该热机效率提高到50％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加_____．
2、一热机从温度为 727℃的高温热源吸热，向温度为 527℃的低温热源放热．若热机在最大效率下工作，且每一循环吸热2000 J ，则此热机每一循环作功_______ J ．
3、在一个孤立系统内，一切实际过程都向着___________的方向进行．这就是热力学第二定律的统计意义．从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是__________．
4、一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后熵___ ____（填增加，不变或者减小）
第十六章 气体分子动理论
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、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 2
3． (C)RT 25． (D)kT 25． ［ ］ （式中R 为普适气体常量，k 为玻尔兹曼常量）
3、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)． ［ ］
4、设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率，则声波通过具有相同温度的氧气和氢气的速率之比22H O /v v 为
(A) 1 ． (B) 1/2 ．
(C) 1/3 ． (D) 1/4 ． ［ ］
5、设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令()2O p v 和()2
H p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率，则
(A) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；
()2O p v /()2
H p v =4． (B) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；
()2O p v /()2H p v ＝1/4．
(C) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；()2
O p v /()
2H p v ＝1/4． (D) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线；()2O p v /()2H p v ＝ 4． ［ ］
6、两种不同的理想气体，若它们的最概然速率相等，则它们的
(A) 平均速率相等，方均根速率相等．
(B) 平均速率相等，方均根速率不相等．
(C) 平均速率不相等，方均根速率相等．
(D) 平均速率不相等，方均根速率不相等． ［ ］
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、已知f (v )为麦克斯韦速率分布函数，v p 为分子的最概然速率．则()⎰p
f v v v 0d 表示
__________________________________________________________；速率v ＞v p 的分子的平均速率表达式为_________．
f (v )。