长沙理工大学大物习题册热学答案
长沙理工大学物理热学题库及答案
一、选择题：（每题3分）1、在一密闭容器中，储有A、B、C三种理想气体，处于平衡状态．A种气体的分子数密度为n1，它产生的压强为p1，B种气体的分子数密度为2n1，C种气体的分子数密度为3 n1，则混合气体的压强p为(A) 3 p1． (B) 4 p1．(C) 5 p1． (D) 6 p1．［］2、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)．［］3、有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有0.1 kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气的质量为：(A) (1/16) kg． (B) 0.8 kg．(C) 1.6 kg． (D) 3.2kg．［］4、在标准状态下，任何理想气体在1 m3中含有的分子数都等于(A) 6.02×1023． (B)6.02×1021．(C) 2.69×1025． (D)2.69×1023．(玻尔兹曼常量k＝ 1.38×1023J·K1) ［］5、一定量某理想气体按pV2＝恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度(A) 将升高． (B) 将降低．(C) 不变． (D)升高还是降低，不能确定．［］6、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1和p2，则两者的大小关系是：(A) p1> p2． (B) p1< p2．(C) p1＝p2． (D)不确定的．［］7、已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？(A) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强．(B) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度．(C) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大．［］8、已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？(A) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强．(B) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度．(C) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大． ［ ］9、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． ［ ］10、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）11、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，分别有如下关系：(A) n 不同，(E K /V )不同，不同．(B) n 不同，(E K /V )不同，相同．(C) n 相同，(E K /V )相同，不同．(D) n 相同，(E K /V )相同，相同． ［ ］12、有容积不同的A 、B 两个容器，A 中装有单原子分子理想气体，B 中装有双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那么，这两种气体的单位体积的内能(E / V )A 和(E / V )B 的关系(A) 为(E / V )A ＜(E / V )B ．(B) 为(E / V )A ＞(E / V )B ．(C) 为(E / V )A ＝(E / V )B ．(D) 不能确定． ［ ］13、两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体)，开始时它们的压强和温度都相等，现将6 J 热量传给氦气，使之升高到一定温度．若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量(A) 12 J ． (B) 10 J(C) 6 J ． (D) 5J ． ［ ］14、压强为p 、体积为V 的氢气（视为刚性分子理想气体）的内能为：(A)25pV ． (B) 23pV ． (C) pV ． (D) 21pV ． ［ ］15、下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？（式中M 为气体的质量，m 为气体分子质量，N 为气体分子总数目，n 为气体分子数密度，N A 为阿伏加得罗常量） (A) pV Mm 23． (B) pV M M mol 23． (C)npV 23． (D)pV N M M A 23mol ． [ ]16、两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则：(A) 两种气体分子的平均平动动能相等．(B) 两种气体分子的平均动能相等．(C) 两种气体分子的平均速率相等．(D) 两种气体的内能相等． ［ ］17、一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T 的平衡态时，其内能为(A) (N 1+N 2) (23kT +25kT )． (B) 21(N 1+N 2) (23kT +25kT )． (C) N 123kT +N 225kT ． (D) N 125kT + N 223kT ． ［ ］18、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 ． ［ ］19、设v 代表气体分子运动的平均速率，p v 代表气体分子运动的最概然速率，2/12)(v 代表气体分子运动的方均根速率．处于平衡状态下理想气体，三种速率关系为(A) p v v v ==2/12)( (B) 2/12)(v v v <=p (C) 2/12)(v v v <<p (D)2/12)(v v v >>p [ ]20、已知一定量的某种理想气体，在温度为T 1与T 2时的分子最概然速率分别为v p 1和v p 2，分子速率分布函数的最大值分别为f (v p 1)和f (v p 2)．若T 1>T 2，则(A) v p 1 > v p 2， f (v p 1)> f (v p 2)．(B) v p 1 > v p 2， f (v p 1)< f (v p 2)．(C) v p 1 < v p 2， f (v p 1)> f (v p 2)．(D) v p 1 < v p 2， f (v p 1)< f (v p 2)． ［ ］21、 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． ［ ］22、假定氧气的热力学温度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的(A) 4倍． (B) 2倍． (C) 2倍． (D) 21倍． ［ ］23、 麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A 、B 两部分面积相等，则该图表示(A) 0v 为最概然速率． (B) 0v 为平均速率． (C) 0v 为方均根速率． (D) 速率大于和小于0v 的分子数各占一半． ［ ］24、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． ［ ］25、若N 表示分子总数，T 表示气体温度，m 表示气体分子的质量，那么当分子速率v 确定后，决定麦克斯韦速率分布函数f (v )的数值的因素是(A) m ，T ． (B) N ．(C) N ，m ． (D) N ，T ．(E) N ，m ，T ． ［ ］26、气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体)，当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：(A) Z 和λ都增大一倍．(B) Z 和λ都减为原来的一半．f (v )0(C) Z 增大一倍而λ减为原来的一半． (D) Z 减为原来的一半而λ增大一倍． ［ ］27、一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：(A) Z 减小而λ不变． (B)Z 减小而λ增大．(C) Z 增大而λ减小． (D)Z 不变而λ增大． ［ ］28、一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当压强降低时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：(A) Z 和λ都增大． (B) Z 和λ都减小． (C) Z 增大而λ减小． (D) Z 减小而λ增大． ［ ］29、一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：(A) Z 减小，但λ不变． (B) Z 不变，但λ减小．(C) Z 和λ都减小． (D) Z 和λ都不变． ［ ］30、 一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度升高时，分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是：(A) Z 增大，λ不变． (B) Z 不变，λ增大．(C) Z 和λ都增大． (D) Z 和λ都不变． [ ]31、 在一个体积不变的容器中，储有一定量的理想气体，温度为T 0时，气体分子的平均速率为0v ，分子平均碰撞次数为0Z ，平均自由程为0λ．当气体温度升高为4T 0时，气体分子的平均速率v ，平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为：(A) v ＝40v ，Z ＝40Z ，λ＝40λ．(B) v ＝20v ，Z ＝20Z ，λ＝0λ． (C) v ＝20v ，Z ＝20Z ，λ＝40λ． (D) v ＝40v ，Z ＝20Z ，λ＝0λ． ［ ］32、在一封闭容器中盛有1 mol 氦气(视作理想气体)，这时分子无规则运动的平均自由程仅决定于(A) 压强p ． (B) 体积V ．(C) 温度T ． (D) 平均碰撞频率Z ． ［ ］33、一定量的某种理想气体若体积保持不变，则其平均自由程λ和平均碰撞频率Z 与温度的关系是：(A) 温度升高，λ减少而Z 增大．(B) 温度升高，λ增大而Z 减少．(C) 温度升高，λ和Z 均增大．(D) 温度升高，λ保持不变而Z 增大．［ ］34、一容器贮有某种理想气体，其分子平均自由程为0λ，若气体的热力学温度降到原来的一半，但体积不变，分子作用球半径不变，则此时平均自由程为 (A) 02λ． (B) 0λ． (C) 2/0λ． (D) 0λ/ 2． ［ ］35、图(a)、(b)、(c)各表示联接在一起的两个循环过程，其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程，图(a)和(b)则为半径不等的两个圆．那么： (A) 图(a)总净功为负．图(b)总净功为正．图(c)总净功为零．(B) 图(a)总净功为负．图(b)总净功为负．图(c)总净功为正．(C) 图(a)总净功为负．图(b)总净功为负．图(c)总净功为零．(D) 图(a)总净功为正．图(b)总净功为正．图(c)总净功为负．36、 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)．V 图(a) V图(b) V 图(c)(C)(2)、(4)．(D)(1)、(4)．［］ 37、如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程(A) 是平衡过程，它能用p─V图上的一条曲线表示．(B) 不是平衡过程，但它能用p─V图上的一条曲线表示．(C) 不是平衡过程，它不能用p─V图上的一条曲线表示．(D) 是平衡过程，但它不能用p─V图上的一条曲线表示．［］38、在下列各种说法(1) 平衡过程就是无摩擦力作用的过程．(2) 平衡过程一定是可逆过程．(3) 平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接．(4) 平衡过程在p－V图上可用一连续曲线表示．中，哪些是正确的？(A) (1)、(2)． (B) (3)、(4)．(C) (2)、(3)、(4)． (D) (1)、(2)、(3)、(4)．［］39、设有下列过程：(1) 用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体．(设活塞与器壁无摩擦)(2) 用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升．(3) 一滴墨水在水杯中缓慢弥散开．(4) 一个不受空气阻力及其它摩擦力作用的单摆的摆动．其中是可逆过程的为(A) (1)、(2)、(4)．(B) (1)、(2)、(3)．(C) (1)、(3)、(4)．(D) (1)、(4)．［］40、在下列说法(1) 可逆过程一定是平衡过程．(2) 平衡过程一定是可逆的．(3) 不可逆过程一定是非平衡过程．(4) 非平衡过程一定是不可逆的．中，哪些是正确的？(A) (1)、(4)．(B) (2)、(3)．(C) (1)、(2)、(3)、(4)．(D) (1)、(3)．［］41、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．(D) 后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态． ［ ］42、气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程(A) 一定都是平衡过程．(B) 不一定是平衡过程．(C) 前者是平衡过程，后者不是平衡过程．(D) 后者是平衡过程，前者不是平衡过程． ［ ］43、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。
热学课后习题答案
第一章温度1-1 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。
（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？解：对于定容气体温度计可知：(1)(2)1-3用定容气体温度计测量某种物质的沸点。
原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.题1-4图1-6水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm。
（1）在室温时，水银柱的长度为多少？（2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，试求溶液的温度。
解：设水银柱长与温度成线性关系：当时，代入上式当，（1）（2）1-14水银气压计中混进了一个空气泡，因此它的读数比实际的气压小，当精确的气压计的读数为时，它的读数只有。
此时管内水银面到管顶的距离为。
问当此气压计的读数为时，实际气压应是多少。
设空气的温度保持不变。
题1-15图解：设管子横截面为S，在气压计读数为和时，管内空气压强分别为和，根据静力平衡条件可知，由于T、M不变根据方程有，而1-25一抽气机转速转/分，抽气机每分钟能够抽出气体，设容器的容积，问经过多少时间后才能使容器的压强由降到。
解：设抽气机每转一转时能抽出的气体体积为，则当抽气机转过一转后，容器内的压强由降到，忽略抽气过程中压强的变化而近似认为抽出压强为的气体，因而有，当抽气机转过两转后，压强为当抽气机转过n转后，压强设当压强降到时，所需时间为分，转数1-27把的氮气压入一容积为的容器，容器中原来已充满同温同压的氧气。
大学物理习题册答案第12单元 热力学基础
第12单元热力学基础一、选择题【C 】1．如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，气体所经历的过程(A)是平衡过程，它能用p-V 图上的一条曲线表示(B)不是平衡过程，但它能用p-V 图上的一条曲线表示(C)不是平衡过程，它不能用p-V 图上的一条曲线表示(D)是平衡过程，但它不能用p-V图上的一条曲线表示【B 】2．两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气（均视为刚性分子理想气体），开始时它们的压强和温度都相等。
现将6J 热量传给氦气，使之升高到一定温度。
若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量:(A)6J (B)10J (C)12(D)5J【C 】3.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，传给低温热源的热量是从高温热源吸取的热量的(A)n 倍(B)n-1倍(C)n 1倍(D)n n 1+倍【D 】4．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ab 'c 'da ，那么循环abcda 与ab 'c 'da 所作的功和热机效率的变化情况是：(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【A 】5．如图所示，一定量理想气体从体积1V 膨胀到体积2V 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【B 】6．一个绝热容器，用质量可忽略的绝热板分成体积相等的两部分。
两边分别装入质量相等、温度相同的H 2和O 2。
开始时绝热板P 固定，然后释放之，板P 将发生移动（绝热板与容器壁之间不漏气且摩擦可以忽略不计）。
在达到新的平衡位置后，若比较两边温度的高低，则结果是(A)H 2比O 2温度高(B)O 2比H 2温度高(C)两边温度相等,且等于原来的温度(D)两边温度相等,但比原来的温度降低了【B 】7．1mol 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【A 】8.一定量的理想气体，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可能吸了热；(2)在此过程中外界对该理想气体系统做了正功；(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一定从外界吸了热，又对外做了正功。
(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。
大学物理热学练习题及答案
大学物理热学练习题及答案第一题：一个物体的质量是1 kg，温度从20°C升高到30°C，如果物体的比热容是4200 J/(kg·°C)，求物体吸收的热量。
解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。
代入数据得：Q = 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × (30°C - 20°C)= 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × 10°C= 42,000 J所以物体吸收的热量为42,000 J。
第二题：一块金属材料的质量是0.5 kg，它的比热容是400 J/(kg·°C)，经过加热后，材料的温度升高了60°C。
求该金属材料所吸收的热量。
解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。
代入数据得：Q = 0.5 kg × 400 J/(kg·°C) × 60°C= 12,000 J所以金属材料吸收的热量为12,000 J。
第三题：一个热容为300 J/(kg·°C)的物体，吸收了500 J的热量后，温度升高了多少摄氏度？解答：根据热量公式Q = mcΔθ，其中 Q 表示吸收的热量，m 表示物体的质量，c 表示比热容，Δθ 表示温度变化。
将已知数据代入公式：500 J = m × 300 J/(kg·°C) × Δθ解方程得：Δθ = 500 J / (m × 300 J/(kg·°C))= 500 J / (m/(kg·°C)) × (kg·°C/300 J)= (500/300) °C≈ 1.67°C所以温度升高了约1.67°C。
大学物理 热力学第一定律 习题(附答案)
A13 = Q13 = 1.25 × 10 4 ( J)
（5）由（1）有系统终态的体积为
hi
5 R , R = 8.31 J / mol ⋅ K 。 2
na
T V3 = V2 ( 2 ) γ−1 = 40 × 21. 5 = 113 ( l) T1 nRT3 2 × 8.31 × 300 p3 = = ÷ 1.013 × 10 5 = 0.44 ( atm) −3 V3 113 × 10
0 . 44
O
om
p (atm ) 1 2
3
三、计算题： 1．2 mol 初始温度为 27 � C ，初始体积为 20 L 的氦气，先等压过程膨胀到体积加倍， 然 后绝热过程膨胀回到初始温度。 （1）在 p-V 平面上画出过程图。 （2）在这一过程中系统总吸热是多少？ （3）系统内能总的改变是多少？ （4）氦气对外界做的总功是多少？其中绝热膨胀过程对外界做功是多少？ （5）系统终态的体积是多少？
5 = 1 × R × 60 = 1.25 × 10 3 ( J) 2
γ
(B) p 0 γ (D) p 0 / 2
(γ = C
p
/ Cv )
p0
解：绝热自由膨胀过程中 Q = 0，A = 0，由热力学第一定律，有 ∆ E = 0 ，膨胀前后系统
[
]
(A) (B) (C) (D)
这是一个放热降压过程 这是一个吸热升压过程 这是一个吸热降压过程 这是一个绝热降压过程
将状态 a、b 分别与 o 点相连有
om
A
O
V1
V2
V
T B
C
Q
V
等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外做功之比为 A 1: A 2 = (各量下角标 1 表示氢气，2 表示氦气)
《大学物理》热力学基础练习题及答案解析
《大学物理》热力学基础练习题及答案解析一、简答题：1、什么是准静态过程?答案：一热力学系统开始时处于某一平衡态，经过一系列状态变化后到达另一平衡态，若中间过程进行是无限缓慢的，每一个中间态都可近似看作是平衡态，那么系统的这个状态变化的过程称为准静态过程。
2、从增加内能来说，做功和热传递是等效的。
但又如何理解它们在本质上的差别呢?答：做功是机械能转换为热能，热传递是热能的传递而不是不同能量的转换。
3、一系统能否吸收热量，仅使其内能变化? 一系统能否吸收热量，而不使其内能变化?答：可以吸热仅使其内能变化，只要不对外做功。
比如加热固体，吸收的热量全部转换为内能升高温度；不能吸热使内能不变，否则违反了热力学第二定律。
4、有人认为：“在任意的绝热过程中，只要系统与外界之间没有热量传递，系统的温度就不会改变。
”此说法对吗? 为什么?答：不对。
对外做功，则内能减少，温度降低。
5、分别在Vp-图、Tp-图上，画出等体、等压、等温和绝热过程的曲线。
V-图和T6、 比较摩尔定体热容和摩尔定压热容的异同。
答案：相同点：都表示1摩尔气体温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
不同点：摩尔定体热容是1摩尔气体，在体积不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
摩尔定压热容是1摩尔气体，在压强不变的过程中，温度升高1摄氏度时气体所吸收的热量。
两者之间的关系为R C C v p +=7、什么是可逆过程与不可逆过程答案：可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能重复正过程的每一状态，而且不引起其它变化；不可逆过程：在系统状态变化过程中，如果逆过程能不重复正过程的每一状态，或者重复正过程时必然引起其它变化。
8、简述热力学第二定律的两种表述。
答案：开尔文表述：不可能制成一种循环工作的热机，它只从单一热源吸收热量，并使其全部变为有用功而不引起其他变化。
克劳修斯表述：热量不可能自动地由低温物体传向高温物体而不引起其他变化。
9、什么是第一类永动机与第二类永动机?答案：违背热力学第一定律（即能量转化与守恒定律）的叫第一类永动机，不违背热力学第一定律但违背热力学第二定律的叫第二类永动机。
长沙理工大学物理练习册答案个人整理编号携带版
一选择5501 一物体做简谐振动，B 12∫2AW 2 2776 轻质弹簧下挂一个小盘 D 3π/2～2π之间3023 一弹簧振子，当 C 两种情况都可做间谐运动3254 一质点作简谐振动，周期为T D T 123042 一个质点作简谐振动，振幅为B5311 一质点作简谐振动，已知振动周期为T B T 23066 机械波的表达式为y=0.03cos6π（t+0.01x ） B 其周期为13s 3407 横波以波速u 沿x 轴 D D 点振动速度小于零3574 一平面简谐波，其振幅为A ，频率为v ，B y=Acos<2πv(t-t0)+1/2π>3087 一平面简谐波在弹性煤质中传播 C 动能越大 势能越大3433 如图所示，两列波长为入的相干波 D 最长的，中间r1-r23308 在波长为入的驻波中，两个相邻 B 入/23612 在双逢干涉实验中，若单色光源S B 中央明条纹向上移动，且条纹间距不变3169 用白光光源进行双缝实验，若用一个纯红色D不产生干涉条纹3171 在双缝干涉实验中，两条缝的宽度原来是相等的 C干涉条纹的间距不变，但原极小处的强度不再为零3162 在真空中波长为入的单色光，在折射率为n的透明介质中A 1.5入5526 如图所示，折射率为n2，厚度为e的透明介质A2n2e 3185 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，D右半部暗，左半部明3516 在迈克耳孙干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为n D入/2(n-1)3631 在夫琅禾费单缝衍射实验中，对于给定的入射 B对应的衍射角变大3632 如果单缝夫琅禾费衍射的第一级暗纹发生在衍射角为C 1.0x10负6次方3355 一束波长为入的平行单色光垂直入射到一单缝AB上，装置如图B入3520 根据惠更斯-菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面D振动的相干叠加3214 对某一定波长的垂直入射光，衍射光栅的屏幕上只能出现B换一个光栅常数较大的光栅3215 若用衍射光栅准确测定一单色可见光的波长，在下列 D 1.0x10-3mm3635 在光栅光谱中，假如所有偶数级次的猪极大都恰好 B a=b3173 在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹，若在两缝后放一个偏振片，则B干涉条纹的间距不变，但明文的亮度减弱3368 一束光强为I0 的自然光垂直穿过两个B I0/43246 一束光是自然光和线偏振光的混合光A 1/23545 自然光以60度的入射角照射到某两介质交界面时 D 部分偏振光且折射角是30度4569 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自 C p1=p24468 一定量某理想气体按pv2=恒量的规律膨胀， B将降低4304 两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气（被视为 B 10J4256 在标准状态下，任何理想气体在1m3 中含有的分子数等于B 6.02x10的21次方4014 温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能 C w相等，而平均平动动能不相等4011 已知氢气与氧气的温度相同，请判断哪个说法正确 D氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大5052 速率分布函数f(v)的物理意义为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4290 已知一定量的某种理想气体，在温度为T1与T2时 Bvp1>vp2,f(vp1)<f(vp2)4048 一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，B Z减小而入增大4054 在一个体积不变的容器中，储有 B v=2v0 z=2z0 入=入04579 对于理想气体系统来说，在下列过程中，那个过程系统所吸收的热量 D 等压压缩过程5067 一定量的理想气体，经历某个过程后，温度升高了，C （3）该理想气体系统的内能增加了4330 用下列两种方法（1）使高温B三角形n1<n25069 某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：Bn<n’,Q>Q’4672 设有下列过程：（1）用活塞D（1）用活塞（4）一个不受空气阻力4595 关于热工转换和热量传递过程A只有（2）一切热机的效率都只能够小于1 （4）热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的8015 有下列几种说法：（1）所有惯性系 D三种说法都是正确的4351 宇宙飞船相对于地面以速度v A c△t4359 （1）对某观察者来说（2）在某惯性系中发生于同一时刻A（1）同时（2）不同时4724 a粒子在加速器中A 2倍4725 把一个静止质量为m0的粒子，由静止B 0.25m0c2 4726 已知电子的静能为0.51mev ，若电子的动能为 C 0.5 4177 根据相对论力学，动能为0.25mev C 0.75c4183 已知某单色光照射到一金属表面A入<=hc/(eu.)4185 已知一单色光照射在钠表面上，测得D 3550A4383 用频率为v 的单色光照射某种金属时，逸出D hv+Ek 4197 由氢原子理论知，当大量 C 三种波长的光4190 要使处于基态的氢原子受激发后C 10.2ev4241 若a粒子（电荷为2e）在磁感应强度为B均匀磁场中A h/(2eRB)4211 不确定关系式△x △px>=h 表示在x方向上D粒子位置和动量不能同时确定二填空题3009 一弹簧振子做简谐振动（1）振子在负的最大位移处，则初相为π（2）振子在平衡位置向正方向运动，则初相为32π 或-π2（3）A/2处，且向负方向，初相为π/33817 一简谐振动的表达式为x=Acos(3t+φ),A=0.05m 初相φ=-36.9°3050 两个同方向的简谐振动曲线 振幅为|A1-A2|或|A2-A1|,振动方程为（A2-A1）cos （2πTt+π/2） 3838 一个质点同时参与两个在同一直线， 振幅为1×10-2m 初相为 π63075 一平面简谐波的表达式为y=0.025cos(125t-0.37x),角频率w=125rad/s 波速u=338m/s 波长入=17.0m3863 已知平面简谐波的表达式为y=Acos(Bt-Cx),此波的波长是2πC，波速是B/C 振动相位差 Cd 3291 一平面简谐机械波在煤质中传播时，振动动能是5j3538 两相干波源S1和S2的振动方程分别是，合振幅是03594 简谐驻波中，在同一个波节两侧，相位差是π3178 一双缝干涉装置，在空气中观察时，间距将为0.75mm 3500在双缝干涉实验中，所用单色光波长为入=262.5mm ，间距d=0.45mm3378/3373 光强均为I0的两束相干光相遇，最大光强是4I03167 如图所示，假设有两个同相的相干点光源，相位差△φ=2π(n-1)eλ，e=4x1033702 一束波长为入=600nm,最小厚度应为113 nm3697 波长为入的平行单色光垂直照射到折射率为n的劈行膜上，厚度之差π2n7946 一平凸透镜，凸面朝下放在一平玻璃板上，厚度之差225nm3203 用迈克耳孙干涉仪测微小的位移。
大学物理答案热学解答
G1 − m
p1V
=
M1 μ
RT
=
g μ
RT
(1)
G2 − m
p2V
=
M2 μ
RT
=
g μ
RT
(2)
(1)、（2）相减
RT μg
(G1
−
G2 )
=
(
p2
−
p1 )V
得 μ = RT (G1 − G2 ) gV p2 − p1
p3 时ห้องสมุดไป่ตู้
ρ = M 3 = μp3 = p3 ⋅ G2 − G1 V RT gV p2 − p1
对应氢气的分布即 (v p ) H2 = 20XXm/s
I 曲线对应氧气的分布
(v p )O2 =
μ H2 μ O2
(v p ) H2
=
2 × 20XX = 500m/s 32
（2）由 v p =
2RT 得 μ
T = μ ⋅ v p 2 = 2 ×10−3 × (20XX2) = 4.81×102 K
6-4 解：标准状态下， T1 = 273K Vo,mol = 22.4 ×10−3 m −3
(1) 体积不变 A＝0
∴ QV
= ΔE
=
M μ
i 2
R(T2
− T1 )
T2
= T1
+
QV Mi
R
=
273 +
2×
500 5 × 8.31
=
285K
μ2
2
(2) 温度不变 ΔE = 0
∴ QT
=
A=
M μ
2R
2 × 8.31
5-13 解： ∵ Z = 2πd 2 vn
热学参考答案
《大学物理D 》 练 习 三 热 学一、填空题3.1.1 质量为m ，摩尔质量为M ，分子数密度为n 的理想气体，处于平衡态时，气体的温度为T ，压强为p ，体积为V ，R 是摩尔气体常量，则状态方程为__RT MmpV =_；若其中k 称为玻耳兹曼常量，则状态方程的另一形式为_nkT p =_。
3.1.2 两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它们的温度 相同 ，压强 不同 ；如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们的分子数密度 相同 ，单位体积的气体质量 不同 ，单位体积的分子平动动能 相同 。
（填“相同”或“不同”）。
3.1.3 宏观量温度T 与气体分子的平均平动动能ω的关系为ω=___kT 23_，因此，气体的温度是__气体分子的平均平动动能__的量度。
3.1.4 设氮气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平动自由度数为__3___，转动自由度为___2___。
3.1.5 2mol 氢气，在温度为27℃时，它的分子平动动能为 7479J ，分子转动动能为 4986J 。
3.1.6 1mol 氧气和2mol 氮气组成混合气体，在标准状态下，氧分子的平均能量为__211042.9−×__，氮分子的平均能量为_211042.9−×__；氧气与氮气的内能之比为__1:2__。
3.1.7 3mol 的理想气体开始时处在压强p 1 =6atm 、温度T 1 =500 K 的平衡态．经过一个等温过程，压强变为p 2 =3atm ．该气体在此等温过程中吸收的热量为Q ＝__8.64×103________J ． (普适气体常量R = 8.31 J/mol·K)3.1.8 一个孤立系统内，一切实际过程都向着___状态几率增大___________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___不可逆的_________．3.1.9 右图为一理想气体几种状态变化过程的p －V 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM 、BM 、CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___BM 、CM_______过程； (2) 气体吸热的是___CM_______过程．．3.1.10 .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.设高温热源的温度为T 1 =450 K , 低温热源的温度为T 2 =300 K, 卡诺热机逆向循环时从低温热源吸热 Q 2 =400 J ，则该卡诺热机逆向循环一次外界必须作功W ＝___200J___．3.1.11热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的，开尔文表述指出了___功变热____的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了_____热传导_____的过程是不可逆的。
热学习题参考答案
热学习题参考答案热学习题参考答案热学习题是学习热力学过程中常见的一种形式，通过解答这些题目可以帮助我们更好地理解和应用热力学知识。
下面将针对一些常见的热学习题进行参考答案的解析，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个理想气体在等容过程中，温度从300K升高到600K，求气体对外界做的功。
根据等容过程的特点，气体在此过程中体积保持不变，因此对外界做的功为0。
2. 一个物体的质量为2kg，它的比热容为0.5J/g·℃，将其从20℃加热到80℃，求所需的热量。
首先需要将物体的质量转换成克，即2kg=2000g。
然后可以利用热量公式Q=mcΔT来计算所需的热量。
其中，m为物体的质量，c为物体的比热容，ΔT为温度变化。
代入数据，可得Q=2000g×0.5J/g·℃×(80℃-20℃)=2000g×0.5J/g·℃×60℃=60000J=60kJ。
所以，所需的热量为60kJ。
3. 一个容器内有1mol的理想气体，初始温度为300K，压强为2atm。
气体发生等压过程，最终温度为600K，求气体对外界做的功。
根据等压过程的特点，气体在此过程中压强保持不变，因此可以利用功的计算公式W=PΔV来计算气体对外界做的功。
其中，P为气体的压强，ΔV为气体的体积变化。
由于气体为理想气体，可以利用理想气体状态方程PV=nRT来计算气体的体积变化。
其中，n为气体的摩尔数，R为气体常数，T为气体的温度。
初始状态下，PV=nRT，即2atm×V=1mol×R×300K。
最终状态下，PV=nRT，即2atm×V'=1mol×R×600K。
将两个方程相除，可得V'/V=600K/300K=2。
由于等压过程中气体的体积变化与温度变化成正比，因此V'/V=2，代表气体的体积增加了一倍。
代入公式W=PΔV，可得W=2atm×V=2atm×(V'-V)=2atm×V=2atm×(2V-V)=2atm×V=2atm×V=4atm×V。
大学物理答案第七章热力学基础-习题解答
展望
学习方法建议
多做习题，提高解题能力 和综合分析能力。
加强理论学习，深入理解 热力学的物理意义和数学 表达。
关注学科前沿，了解热力 学在最新科研和技术中的 应用。
THANK YOU
感谢聆听
•·
热力学第一定律是能量守恒定律 在热学中的具体表现，它指出系 统能量的增加等于传入系统的热 量与外界对系统所做的功的和。
功的计算：在封闭系统中，外界 对系统所做的功可以通过热力学 第一定律进行计算，这有助于理 解系统能量的转化和利用。
能量平衡：利用热力学第一定律 ，可以分析系统的能量平衡，判 断系统是否处于热平衡状态。
热力学第二定律
热力学第二定律
描述了热力过程中宏观性质的自然方向性，即不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变 化。
表达式
不可能通过有限个步骤将热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
03
热力学基础习题解答
热力学第一定律的应用
热量计算：通过热力学第一定律 ，可以计算系统吸收或放出的热 量，进而分析系统的能量变化。
热力学第二定律的应用
01
02
热力学第二定律指出，自
•·
发过程总是向着熵增加的
方向进行，即不可逆过程
总是向着宏观状态更混乱
、更无序的方向发展。
03
04
05
熵增加原理：根据热力学 第二定律，孤立系统的熵 永不减少，即自发过程总 是向着熵增加的方向进行 。
热机效率：利用热力学第 二定律，可以分析热机的 效率，探讨如何提高热机 的效率。
100%
制冷机效率的影响因素
制冷机效率受到多种因素的影响 ，如制冷剂的性质、蒸发温度和 冷凝温度、压缩机和冷却剂的流 量等。
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
大学物理物理-热力学课后参考答案
m
4 1
Q放
M
CP (T4
T1)
p
2
3
1 Q放 1 T4 T1
p1
Q吸
T3 T2
p2
1
4
0
V
1 2
P2 1 P1 1
T2
T1
1
T1 T2
P1 P2
3 4
P2 1 P1 1
T3
T4
1
T4 T3
P1 P2
1
1
T1
P1 P2
T2
T4
P1 P2
P1 4
VC
VC 4V1
p1
a
c p1/4 b
V1
ca
等稳
W3
P1V1
ln
V1 Vc
P1V1 ln 4
净功
3
W
W1
W2
W3
( 4
ln
4) P1V1
净热
3
Q
W
( 4
ln
4) P1V1
0.636P1V1
三、4
循环效率
算Q1Q2还是算Q1W净
两绝热，算Q只两过程，算W四过程
m 2 3 Q吸 M CP (T3 T2 )
T3
1
1 Q放 Q吸
1 T4 T1 T3 T2
1
P1 P2
Q E W AB过程做功最大 内能增加最多 吸热最多
一、6 C 热二定律
（A）热量不能自发地从低温物体传到 高温物体。
（B）热不能全部变为功而不产生其它影响。 （D）无规则运动的能量不能自发地变为有
规则运动的能量。
一、7 B W图示面积 初终态E 热一比Q
由图 W 0 对外做正功. 由图 PaVa PbVb Ta Tb E 0 Q E W W 0 吸热
大学物理习题热学答案(上)
第六章 气体分子运动论一． 选择题⒈（B ）⒉（B ）⒊（C ）⒋（C ）⒌（C ）⒍（C ）⒎（C ）⒏（D ）⒐（D ）⒑（C ）⒒（B ）⒓（B ）⒔（C ）⒕（B ）⒖（D ）⒗（C ）⒘（A ）⒙（B ）⒚（B ） 二． 填空题⒈（本题5分）4573⑴描述物体运动状态的物理量，称为状态参量（如热运动状态的参量为p 、V 、T ）。
⑵表征个别分子状况的物理量（如分子的大小、质量、速度等）称为微观量。
⑶表征大量分子集体特性的物理量（如p 、V 、T 、C 等）称为宏观量。
⒉（本题5分）4083体积、温度和压强分子的运动速度（或分子运动速度、分子的动量、分子的动能） ⒊（本题5分）4002 ⑴m/s kg 102124⋅⨯-.⑵s m 1031228⋅⨯/ ⑶Pa 1045⨯ ⒋（本题3分）4029gM RT mol 2ln⒌（本题3分）4028 m 10323⨯. ⒍（本题5分）4018kT 23 kT 25 mol )25(M MRT ⒎（本题5分）401612.5 J 20.8 J 24.9 J⒏（本题5分）554535 310⒐（本题5分）4072⑴ 1 ⑵ 2 ⑶310 ⒑（本题3分）45721 4⒒（本题3分）5336 1:1:1⒓（本题3分）4282⑵ ⑴⒔（本题3分）4032氩 氦⒕（本题5分）4036⑴⎰∞)d (vv v Nf⑵⎰⎰∞∞)d ()d (vvv v f vv vf⑶⎰∞)d (vv v f⒖（本题3分）4459⑴⎰∞100)d (v v f ⑵⎰∞100)d (v v Nf⒗（本题5分）4034⑴分布在P v ～∞速率区间的分子数占总分子数的百分率 ⑵分子平动动能的平均值 ⒘（本题3分）4666降低⒙（本题5分）4040m/s 1000m/s 21000⒚（本题5分）4055-17s 105.42⨯cm 106-5⨯⒛（本题3分）4956221.（本题3分）45611 m o l2 m o l M M三． 计算题⒈（本题10分）4062解：据力学平衡条件，当水银滴刚好处在管的中央维持平衡，表明左、右两边氢气的体积相等，压强也相等。
热学 习题答案
热学习题答案热学习题答案热学是物理学中的一个重要分支，研究物体的热力学性质和热传导现象。
在学习热学的过程中，习题是不可或缺的一部分，通过解答习题可以帮助我们巩固所学的知识，并提升解决实际问题的能力。
下面我将为大家提供一些常见热学习题的答案，希望对大家的学习有所帮助。
1. 一个物体质量为2kg，温度为20°C，放在一个绝热容器中，容器的内壁温度为100°C，物体与容器之间没有空气流动。
问物体最终的温度是多少？根据热平衡定律，物体与容器之间会发生热传导，直到两者达到热平衡。
根据热传导定律，热传导速率与温度差成正比。
因此，我们可以通过设定一个方程来求解物体最终的温度。
设物体最终的温度为T，根据热平衡定律可得：(100 - T) = k(T - 20)其中，k为热传导系数。
将已知条件代入方程，可得：(100 - T) = k(T - 20)100 - T = kT - 20kT + kT = 100 + 20k(1 + k)T = 100 + 20kT = (100 + 20k) / (1 + k)由此可见，物体最终的温度取决于热传导系数k的数值。
如果k的数值较大，物体最终的温度会接近100°C；如果k的数值较小，物体最终的温度会接近20°C。
2. 一个理想气体在等容过程中，温度从300K升高到600K，求气体对外界做功的大小。
在等容过程中，气体的体积保持不变，所以对外界做功的大小为0。
3. 一个物体的热容为40J/°C，质量为0.5kg，初始温度为20°C，经过加热后温度升高到60°C，求所加的热量。
根据热容的定义，热容C等于物体吸收的热量Q与温度变化ΔT的比值。
即C= Q / ΔT。
将已知条件代入方程，可得：40 = Q / (60 - 20)40 = Q / 40Q = 40 * 40Q = 1600J所加的热量为1600J。
4. 一个物体的热导率为0.5W/(m·K)，厚度为0.1m，面积为1m²，两侧温差为10°C，求通过该物体的热流量。
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3RT v M mol
2
3RT N Am
NA
3RT mv 2
6.15 1023 • ol 1 m
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热学 练习四
一、选择题
1. （D） 2. （C）
二、填空题 3. 166•J
4. 8.64 103
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三、计算题 5. 汽缸内有 2mol 氦气，初始温度为27℃，体积为20• （升）， L
i 3 A0
V 恒量
M CV (T2 T1 ) 623• J Q A E E M mol ⑵ 等压过程 P 恒量 M Q CP (T2 T1 ) 1.04 103 • J M mol
E 623• J
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气体对外界作功
A Q E 417• J
J Wbc M M mol RTb ln Vc Vb 1.05 104 •
W Wbc Wda 5.47 103 • J
⑷
Eab Wbc 4.09 104 • J Q1 Qab Qbc
W Q1 13%
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热学 练习六
先将氦气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至 回复初温为止。若把氦气视为理想气体。试求： ⑴ 在 P V 图上大致画出气体的状态变化过程 ⑵ 在这过程中氦气吸热多少？ P 1 ⑶ 氦气的内能变化多少？ ⑷ 氦气所作的总功是多少？ （普适气体常量 R 8.31J mol 1 K 1） 解： ⑴ P V 图 O V1 ⑵ T1 273 27 300• K V2 V1 V2 K T2 T1 600• V1 T1 T2
循环中 ⑴ 从高温热源吸收的热量 Q1 ⑵ 气体所作的净功 W ⑶ 气体传给低温热源的热量 Q2 解：⑴ ⑵ ⑶
V2 V2 Q1 RT1 ln RT1 ln 5.35 103 • J V1 V1 T2 W 1 25% W Q1 1.34 103 • J T1 Q1 Q2 Q1 W 4.01103 • J 回首页 回上页 下一页 M
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热学 练习二
一、选择题
1. （C） 2. （C） 3. （D）
二、填空题 3 4. kT 2 5 kT 2 5 MRT 2 M mol
5. 1.33 105 • Pa
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6. 气体分子的大小与气体分子之间的距离比较，可以忽略不计
除了分子碰撞的一瞬间外，分子之间的相互作用力可以忽略 分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞
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结 束
热学 练习一
一、选择题
1. （C） 2. （B） 3. （B）
二、填空题
4. 5.
27.8• mol • g
8.31103
3.32 103
6.
1.25 103 •
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三、计算题
7. 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？
外界对气体作功
A A 417• J
⑶ 绝热过程 0
E 623• J
气体对外界作功
A E 623• J
外界对气体作功
A A 623• J
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热学 练习五
一、选择题
1. （B） 2. （B）
二、填空题 3. 90•J
4.
200•J
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热学 练习三
一、选择题
1. （B） 2. （B） 3. （B） 4. （B）
二、填空题
5.
495• s m
氦
6. 氩
7. 1000• s m
2 1000• s m
8.
2
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三、计算题
9. 质量m 6.2 1017 g的微粒悬浮在27℃的液体中，观察到悬浮 粒子的方均根速率为1.4•m s 1。假设粒子速率服从麦克斯韦 c 速率分布，求阿伏伽德罗常数。 （普适气体常量 R 8.31J mol 1 K 1） 解：
b
c
d
3
a
2
V
(10
3
m3 )
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⑵ 循环过程对外所作的净功为图中矩形面积
W ( Pb Pa )(Vc Vb ) 100• J PaVa Ta ⑶ Pa PVaVc c R TaTc PVc R2 Tc c R PVb Tb b Pb PdVbVd R TbTd PdVd R2 Td R TaTc Pa PVaVc c 1 TaTc TbTd TbTd Pb PdVbVd
回首页 回上页 结 束
解：当水银滴处在管的中央维 持平衡时，左、右两边氢 气的压强、体积相等
H2
0℃
H2
20℃
两边气体的状态方程为：
M1 RT1 左边： PV1 1 M mol
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开始时
M2 RT2 右边： PV2 2 M mol V1 M 1T1 P P2 1 V2 M 2T2
V1 V2
M 1 T2 293 M 2 T1 273
T1 T1 278K T2 T2 303K
两边体积之比为
V1 M 1T1 0.9847 1 V2 M 2T2
V1 V2
水银滴将向左边移动少许
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8. 有2 103 m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75 102 J
2
3
V2
V
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Q CP (T2 T1 ) 1.25 104 • J
⑶ ⑷
E CV (T3 T1 ) 0
Q A E
A Q 1.25 104 • J
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6. 0.02kg的氦气（视为理想气体），温度由17℃升为27℃。若 在升温过程中，⑴ 体积保持不变；⑵ 压强保持不变；⑶ 不 与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、 外界对气体所作的功 （普适气体常量 R 8.31J mol 1 K 1） 解：氦气为单原子分子 ⑴ 等体过程
7.
5.12 103
三、计算题
8. 已知某理想气体分子的方均根速率为400m s 1 。当其压强为 1atm时，求气体的密度 解： P nkT 1 1
1 2 3 mv kT 2 2 3P k 2 1.90•g m3 v
P nmv 2 v 2 3 3
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一、选择题
1. （D） 2. （A）
二、填空题
3. 状态几率增大
不可逆的 4. 功变热 热传导
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三、计算题 5. 1mol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 400K的等温线上起始体积为 V1 0.001m3，终止体积为V2 0.005m3，试求此气体在每一
C A W3 0
⑶ 经过一个循环过程
E 0
吸收的总热量为
Q W E W1 W2 W3 200• J
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6. 气缸内贮育 36g 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： P(atm) ⑵ a b过程中水蒸气内能的增量Eab ⑶ 循环过程水蒸气的净功W ⑷ 循环效率 2 （注：循环效率 W Q1， W为循环 过程水蒸气对外作的净功，Q1为循 O 环过程水蒸气吸收的热 量， 1atm 1.013 105 Pa） 解： M mol 18 103 • kg ⑴ d a过程中水蒸气作的功Wda
300
A
100
C
1
B
3 V ( m3 )
O PC TC TA 100• K PA VB K B C 等压过程 TB TC 300• VC
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⑵ 各过程中气体对外所作的功为
1 J A B W1 ( PA PB )(VB VA ) 400• 2 B C W2 PB (VC VB ) 200• J
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三、计算题
5. 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体 在状态 A的温度为TA 300 K，求 P( Pa ) ⑴ 气体在状态 B、C的温度 ⑵ 各过程中气体对外所作的功 ⑶ 经过整个循环过程，气体从 外界吸收的总热量（各过程 吸热的代数和） 解：⑴ C A等容过程
6. 如图所示， abcda为1mol单原子分子理想气体的循环过程，求： ⑴ 气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量 ⑵ 气体循环一次对外作的净功 ⑶ 证明在 abcd四态，气体的温度有TaTc TbTd 解：⑴ ab、bc过程吸热