大学物理热学试习题习题库及答案

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大学物理热力学基础习题与解答

1T2 T1
[D]
p a
b b
T1
d c c T2 V
填空题
1. 要使一热力学系统的内能增加，可以通过做功或传热两种方式，或者两种
方式兼用来完成。理想气体的状态发生变化时，其内能的增量只决定于
温度的变化，而与过程无关。
2 ．一气缸内储有 10 mol 单原子分子理想气体，
在压缩过程中，外力做功 209 J，气体温度升高 1
大学物理
热力学基础
选择题
1. 有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分子）,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，则应向氦气传递的热量是
（A） 6 J （C） 3 J
（B） 5 J （D） 2 J
[C]
ΔQ M mCvΔT
3. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压
膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外
界吸收的热量之比W / Q 等于：
（A）1 / 3
（B）1 / 4
（C）2 / 5
（D）2 / 7
（D ）
WpΔVmRΔT M
QΔEWm5ΔTmRΔT7mRΔT
M2 M
2M
4．热力学第一定律表明：（A）系统对外所作的功小于吸收的热量；（B）系统内能的增量小于吸收的热量；（C）热机的效率小于1；（D）第一类永动机是不可能实现的。
（P1,V1）开始，经过一个等容过程达到压强为 P1/4 的 b 态，再经过一个等压过程达到状态 c ，最后经过等温过程而完成一个循环。求该循环
过程中系统对外做的功 A 和吸收的热量 Q .
解：设状态 c 的体积为V2 , 由于a , c 两状态的温度相同

大学物理学热力学基础练习题

《大学物理学》热力学基础一、选择题13-1．如图所示，bca 为理想气体的绝热过程，b 1a 和b 2a 是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸况是 ( )（A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a （B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功；（D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 过程吸热、作正功。

【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不吸热也不放热，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+∆知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且他们的压强相等，即A B P P =。

问在状态A 论经过的是什么过程，气体必然 ( ) （A ）对外作正功；（B ）内能增加；（C ）从外界吸热；（D ）向外界放热。

【提示：由于ABTT <，必有AB EE <；而功、热量是过程量，与过程有关】13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将 3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( )（A ）6J ；（B ）3J ；（C ）5J ；（D ）10J 。

【提示：等体过程不做功，有Q E =∆，而2mol M iE R T M ∆=∆，所以需传5J 】13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理）不能相交】 13-5．一台工作于温度分别为327℃和（）（A ）2000J ；（B ）1000J ；（C ）4000J ；（D ）500J 。

【卡诺热机的效率为211T T η=-，W Qη=，可求得300150%600η=-=，则1000W Q J η==】13-6．根据热力学第二定律（）（A ）自然界中的一切自发过程都是不可逆的；（B ）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；（C ）热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；（D ）任何过程总是沿熵增加的方向进行。

大学物理复习题(热学)

1 1 E = ν CV RT = iν RT = iPV 2 2
E
0
V
（10）、设有下列过程 10）、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。（设无摩擦）用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体。（设无摩擦）。（设无摩擦用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。（2）用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。冰溶解为水。（3）冰溶解为水。一个不受空气阻力及其摩擦力作用的单摆的摆动。（4）一个不受空气阻力及其摩擦力作用的单摆的摆动。其中是可逆过程的是：其中是可逆过程的是：）（1）、（2）、（3）、（4 （A）（1）、（2）、（3）、（4））（1）、（2）、（3 （B）（1）、（2）、（3））（1）、（3）、（4 （C）（1）、（3）、（4））（1）、（4 （D）（1）、（4）（D）
12、如图，一定量的理想气体，由平衡态A 12、如图，一定量的理想气体，由平衡态A变到平衡的理想气体 ),则无论经过什么过程则无论经过什么过程，状态B 状态B（PA=PB),则无论经过什么过程，系统必然对外做正功；（；（B （A）对外做正功；（B）内能增加从外界吸热；（；（D 向外界放热。（C）从外界吸热；（D）向外界放热。 [B]
[ C ]
(C)
N N H2 < O2 N N
f(v)
O2 H2
v
7、理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍，则始、末两态理想气体绝热地向真空自由膨胀，积增大为原来的两倍，则始、的温度Ｔ和始、末两态气体分子的平均自由程λ 的温度Ｔ１与Ｔ２和始、末两态气体分子的平均自由程λ1 、λ2的关系为
30m/s的速度区间内的速度区间内， 6、温度为T时，在方均根速度为 v2＋30m/s的速度区间内，温度为T 则有： H2和O2两种气体分子数占总分子数的百分比相比较，则有：

大学物理热学试题题库及答案

大学物理热学试题题库及答案一、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3n1，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) 3.2 kg．［］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＝1.38×10-23 J·K-1 ) ［］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．［］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) 5 J ．［］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．(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．f (v )0(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)．(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 V 图(a) V 图(b) V 图(c)(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。

大学热学试题题库及答案

大学热学试题题库及答案一、选择题1. 热力学第一定律表明，能量守恒，即能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转换为另一种形式。

以下哪项描述正确？A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量可以在不同形式间转换D. 能量只能以一种形式存在答案：C2. 在绝热过程中，系统与外界没有热量交换。

以下哪项描述正确？A. 绝热过程中系统的温度不变B. 绝热过程中系统的压力不变C. 绝热过程中系统的温度和压力都不变D. 绝热过程中系统的温度和压力都可能变化答案：D二、填空题1. 理想气体状态方程为__________，其中P表示压强，V表示体积，n 表示摩尔数，R表示气体常数，T表示温度。

答案：PV = nRT2. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。

该定律的表述是__________。

答案：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。

三、简答题1. 简述热力学第二定律的开尔文表述及其意义。

答案：热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他效果。

其意义在于指出了自然界中能量转换的方向性和不可逆性，即能量在转换过程中总是伴随着熵增，表明了热机效率的极限。

2. 描述热力学第三定律，并解释其对低温物理研究的意义。

答案：热力学第三定律指出，当温度趋近于绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵都趋向于一个共同的值。

这一定律对低温物理研究的意义在于，它为低温下物质的熵和热力学性质的研究提供了理论基础，使得科学家能够更准确地预测和控制低温条件下物质的行为。

四、计算题1. 一个理想气体在等压过程中从状态A（P=100kPa, V=0.5m³）变化到状态B（V=1.0m³）。

已知气体常数R=8.314J/(mol·K)，摩尔质量M=28g/mol，求气体在该过程中的温度变化。

答案：首先计算气体的摩尔数n，n = PV/RT =(100×10³×0.5)/(8.314×T)。

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C-04热学练习题答案

练习四热学一、填空题1.质量为M ，摩尔质量为mol M ，分子数密度为n 的理想气体，处于平衡态时，状态方程为___RT M MpV mol=___，状态方程的另一形式为___nkT p =___，其中k 称为____玻尔兹曼___常数。

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. 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。

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___。

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 。

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__。

7.)(v f 为麦克斯韦速率分布函数，⎰∞pv dv v f )(的物理意义是__速率在p υ以上的分子数占总分子数的百分比__，⎰∞02)(2dv v f mv 的物理意义是____分子平均平动动能___，速率分布函数归一化条件的数学表达式为____1d )(0=⎰∞υυf ____，其物理意义是__速率在∞~0内的分子数占总分子数的百分之百____。

8.同一温度下的氢气和氧气的速率分布曲线如右图所示，其中曲线1为__氧气_的速率分布曲线，___氢气___的最概然速率较大（填“氢气”或“氧气”）。

若图中曲线表示同一种气体不同温度时的速率分布曲线，温度分别为T 1和T 2且T 1<T 2；则曲线1代表温度为__ T 1__的分布曲线（填T 1或T 2）。

热学大学考试题及答案

热学大学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 温度是表示物体冷热程度的物理量，其单位是：A. 摄氏度B. 开尔文C. 华氏度D. 牛顿答案：A、B2. 热力学第一定律表明能量守恒，其数学表达式是：A. ΔU = Q + WB. ΔU = Q - WC. ΔH = Q + WD. ΔH = Q - W答案：A3. 在绝热过程中，下列哪一项是恒定的？A. 内能B. 温度C. 压力D. 体积答案：A4. 热传导、热对流和热辐射是热传递的三种基本方式，其中不需要介质的是：A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热对流和热辐射答案：C5. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = P1V1C. PV = nT/RD. P1V1/T1 = P2V2/T2答案：A二、填空题（每题3分，共30分）6. 热力学第二定律表明，不可能从单一热源吸热使之完全转化为________，并由此产生其他效果。

答案：功7. 在一定压力下，一定质量的理想气体的温度每升高（或降低）1摄氏度，气体的体积升高（或降低）的比例叫做________。

答案：热膨胀系数8. 热力学温标T与摄氏温标t之间的关系是 T = t + ________。

答案：273.159. 两个温度分别为T1和T2的物体发生热传递，最终达到热平衡时，它们的共同温度为________。

答案：T1 和 T2 的平均值10. 热机的效率η定义为________与________之比。

答案：有用功；输入热量三、简答题（每题10分，共20分）11. 解释什么是熵？熵增加原理有何意义？答案：熵是热力学系统的无序度的量度，通常用来描述系统的热力学状态。

熵增加原理表明，在孤立系统中，自发过程会导致系统熵的增加，这与时间的不可逆性有关，是热力学第二定律的一个表述。

12. 什么是相变？请举例说明。

答案：相变是指物质在一定条件下从一种相态转变为另一种相态的过程。

大学物理热学测试习题

方法 1: 由理想气体状态方程
PV m RT M
有
m PM 1.01 10 5 2 10 3 8.110 2 kg m-3
V RT
8.31 300
方法 2: n M 2.44 1025 2 103 8.1102 kg m-3
等压过程： A pV
V 恒量 T
Q

m M
Cp (T2
T1)

m M
i
2 T 2
[A ]
6.两个容器中分别装有氮气和水蒸气，它们的温度相同，则下列各量中相同的量是[ ]
（A）分子平均动能（B）分子平均速率（C）分子平均平动动能（D）最概然速率。
[C]
[C]
8.对于理想气体系统来说,在下列过程中，哪个过程中系
，另一部分用来对外界做功。
放出
0.5 104 J
987J
1.013103 J
1 2
( P1

P2 )(V2
V1 )
20%
• 10.理想气体__等温__过程中，系统吸收的热量也可以用p—V图上的面积表示。
• 11. 如果氢气和氦气的温度相同，则它们的分子平均动能_不等__(填相等或不等)，分子的平均平动动能_相等_ (填相等或不等)。
(A)S1 > S2 .(B) S1 = S2 . (C) S1 < S2 .(D) 无法确定.
p-V线下的面积表示做功的大小。绝热过程
Q E A 0, A E m i RT M2
[B ]
5.摩尔数相同的两种理想气体，一种是氦气，
一种是氢气，都从相同的初态开始经等压膨胀为原来体积的2倍，则两种气体 [ ] (A) 对外做功相同，吸收的热量不同. (B) 对外做功不同，吸收的热量相同. (C) 对外做功和吸收的热量都不同. (D) 对外做功和吸收的热量都相同.

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》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。

大学物理习题及解答(热学)

1．如图所示，开始在状态A ，其压强为Pa100.25⨯，体积为33m 100.2-⨯，沿直线AB 变化到状态B 后，压强变为5100.1⨯Pa ，体积变为33m 100.3-⨯，求此过程中气体所作的功。

（150J ）2．一定量的空气，吸收了1.71⨯103J 的热量，并保持在 1.0⨯105Pa 下膨胀，体积从1.0⨯10-2 m 3 增加到1.5⨯10-2 m 3，问空气对外作了多少功？它的内能改变了多少？(5.0×102J, 1.21×103J )3．一压强为1.0⨯105 Pa ，体积为1.0⨯10-3m 3的氧气自0 ℃加热到100 ℃。

问：（1）当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？（2）在等压或等体过程中各作了多少功？解：根据题给初态条件得氧气的物质的量为mol1041.42111-⨯===RT V p M mn已知氧气的定压摩尔热容R C Pm 27=，定体摩尔热容R C Vm 25=（1）求Q p 、Q V等压过程氧气（系统）吸热()J8.129d 12m p,p =-=∆+=⎰T T nC E V p Q等体过程氧气（系统）吸热()J1.9312m V,V =-=∆=T T nC E Q（2）按分析中的两种方法求作功值①利用公式⎰=VV p W d )(求解。

在等压过程中，T R M mV p W d d d ==，则得⎰⎰===21J 6.36d d p T T T R M mW W而在等体过程中，因气体的体积不变，故作功为d )(p ==⎰V V p W②利用热力学第一定律WE Q +∆=求解。

氧气的内能变化为 ()J 1.9312m V,=-=∆T T C M mE由于在（1）中已求出Q p 与Q V ，则由热力学第一定律可得在等压、等体过程中所作的功分别为J7.36p p =∆-=E Q WV V =∆-=E Q W4．如图所示，系统从状态A 沿ABC 变化到状态C 的过程中，外界有326 J 的热量传递给系统，同时系统对外作功126 J 。

大学物理题库-热力学

大学物理题库-热力学热力学选择题1、在气缸中装有一定质量的理想气体，下面说法正确的是：（）（A）传给它热量，其内能一定改变。

（B）对它做功，其内能一定改变。

（C）它与外界交换热量又交换功，其内能一定改变。

（D）以上说法都不对。

（3分）答案：D2、理想气体在下述过程中吸收热量的是（）（A）等容降压过程（B）等压压缩过程（C）绝热膨胀过程（D）等温膨胀过程（3分）答案：D3、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小分别为S1和S2，二者的关系是（）（A）S1S2（B）S1S2（C）S1=S2（D）不能确定（3分）答案：CPS1S2V4、有两个可逆的卡诺循环，ABCDA和A二者循环线包围的面积相等，如图所示。

1B1C1D1A1，设循环ABCDA的热效率为η，每次循环从高温热源吸收热量Q，循环A1B1C1D1A1的热效率为，每次循环从高温热源吸收热量Q1，则（）（A）1,QQ1（B）1,QQ1（C）1,QQ1（D）1,QQ1（3分）PAA1B1BDD1C1C答案：BV5、一定量的理想气体，分别经历如图所示的abc过程（图中虚线ac为等温线）和def过程（图中虚线df为绝热线）。

试判断这两种过程是吸热还是放热（）（A）abc过程吸热，def过程放热。

（C）abc过程和def过程都吸热。

（B）abc过程放热def过程吸热（D）abc过程和def过程都放热。

PaPdbcVefV（3分）答案：A6、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、内能的增量和对外做得功三者均为负值？()（A）等容降压过程。

(B)等温膨胀过程。

(C)绝热膨胀过程。

(D)等压压缩过程。

（3分）答案：D7、关于可逆过程，下列说法正确的是（）（A）可逆过程就是可以反向进行的过程。

（B）凡是可以反向进行的过程均为可逆过程。

（C）可逆过程一定是准静态过程。

（D）准静态过程一定是可逆过程。

（3分）答案：C8、下面正确的表述是（）(A)功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。

大学物理热学部分考试习题

热学部分大作业选择题:1.如图，一定量的理想气体，由平衡状态A变到平衡状态B (p A= p B)，则无论经过的是什么过程，系统必然(A) 对外作正功．(B) 内能增加．(C) 从外界吸热．(D) 向外界放热．2.设有以下一些过程：(1) 两种不同气体在等温下互相混合．(2) 理想气体在定体下降温．(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).3.一容器贮有某种理想气体，其分子平均自由程为，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) ．(B) ．(C) ．(D) / 2．4.如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为p0，右边为真空．今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时，气体的压强是(A) p0．(B) p0 / 2．(C)2γp0．(D) p0 / 2γ．(C p/C V)5.一绝热容器，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H2气和O2气．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) H2气比O2气温度高．(B) O2气比H2气温度高．(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．6.人设计一台卡诺热机(可逆的)．每循环一次可从400 K的高温热源吸热1800 J，向300 K的低温热源放热800 J．同时对外作功1000 J，这样的设计是(A) 可以的，符合热力学第一定律．(B) 可以的，符合热力学第二定律．(C) 不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量．(D) 不行的，这个热机的效率超过理论值．7. 1 mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为(A) ．(B)．(C)．(D)．（式中R为普适气体常量，k为玻尔兹曼常量）8.理想气体经历如图所示的abc平衡过程，则该系统对外作功W，从外界吸收的热量Q和内能的增量的正负情况如下：(A)ΔE>0，Q>0，W<0．(B)ΔE>0，Q>0，W>0．(C)ΔE>0，Q<0，W<0．1 / 6(D)ΔE<0，Q<0，W<0．9.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．A→B表示的过程是(A) 等压过程．(B) 等体过程．(C) 等温过程．(D) 绝热过程．10.一定量理想气体经历的循环过程用V－T曲线表示如图．在此循环过程中，气体从外界吸热的过程是(A) A→B．(B) B→C．(C) C→A．(D) B→C和B→C．11.一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) ．(B) ．(C) ．(D) ．12.玻尔兹曼分布律表明：在某一温度的平衡态，(1) 分布在某一区间(坐标区间和速度区间)的分子数，与该区间粒子的能量成正比．(2) 在同样大小的各区间(坐标区间和速度区间)中，能量较大的分子数较少；能量较小的分子数较多．(3) 在大小相等的各区间(坐标区间和速度区间)中比较，分子总是处于低能态的概率大些．(4) 分布在某一坐标区间内、具有各种速度的分子总数只与坐标区间的间隔成正比，与粒子能量无关．以上四种说法中，(A) 只有(1)、(2)是正确的．(B) 只有(2)、(3)是正确的．(C) 只有(1)、(2)、(3)是正确的．(D) 全部是正确的．13.两个完全相同的气缸内盛有同种气体，设其初始状态相同，今使它们分别作绝热压缩至相同的体积，其中气缸1内的压缩过程是非准静态过程，而气缸2内的压缩过程则是准静态过程．比较这两种情况的温度变化：(A) 气缸1和2内气体的温度变化相同．(B) 气缸1内的气体较气缸2内的气体的温度变化大．(C) 气缸1内的气体较气缸2内的气体的温度变化小．(D) 气缸1和2内的气体的温度无变化．14.根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的．(A) 热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体．(B) 功可以全部变为热，但热不能全部变为功．(C) 气体能够自由膨胀，但不能自动收缩．(D) 有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量．15.如图，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是:(A) b1a过程放热，作负功；b2a过程放热，作负功．(B) b1a过程吸热，作负功；b2a过程放热，作负功．(C) b1a过程吸热，作正功；b2a过程吸热，作负功．(D) b1a过程放热，作正功；b2a过程吸热，作正功．16.热力学第二定律表明：(A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功．2 / 6(B) 在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功．(C) 摩擦生热的过程是不可逆的．(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体．17.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)．18.某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环：Ⅰ(abcda)和Ⅱ(a'b'c'd'a')，且两个循环曲线所围面积相等．设循环Ｉ的效率为η，每次循环在高温热源处吸的热量为Q，循环Ⅱ的效率为η′，每次循环在高温热源处吸的热量为Q′，则(A) η < η′,Q < Q′.(B) η < η′,Q > Q′.(C) η > η′,Q < Q′.(D) η > η′,Q > Q′.19.一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．20.一定量的理想气体，从p－V图上初态a经历(1)或(2)过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，则气体在(A) (1)过程中吸热，(2) 过程中放热．(B) (1)过程中放热，(2) 过程中吸热．(C) 两种过程中都吸热．(D) 两种过程中都放热．21.气缸中有一定量的氮气(视为刚性分子理想气体)，经过绝热压缩，使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？(A) 22/5．(B) 22/7．(C) 21/5．(D) 21/7．填空题1.已知f(v)为麦克斯韦速率分布函数，N为总分子数，则(1) 速率v > 100 m·s-1的分子数占总分子数的百分比的表达式为_________；(2) 速率v > 100 m·s-1的分子数的表达式为__________________．2.当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为f(v)，则分子速率处于最概然速率v p至∞范围内的概率△N / N＝________________．3.如图，温度为T0，2 T0，3 T0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1) abcda，(2) dcefd，(3) abefa，其效率分别为η1____________，η2____________，η3 ____________．4. 1 mol的单原子分子理想气体，在1 atm的恒定压强下，从0℃加热到100℃，则气体的内能改变了_______________J．(普适气体常量R＝8.31 J·mol-1·K-1 )5.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 / 66.一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，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：__________过程气体对外作功最多；____________过程气体内能增加最多；__________过程气体吸收的热量最多．7.一热机从温度为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．8.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) ______________________________________________________．9.有一卡诺热机，用290 g空气为工作物质，工作在27℃的高温热源与-73℃的低温热源之间，此热机的效率η＝______________．若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到2.718倍，则此热机每一循环所作的功为_________________．(空气的摩尔质量为29×10-3 kg/mol，普适气体常量R＝8.31 )10.从分子动理论导出的压强公式来看, 气体作用在器壁上的压强, 决定于______________________和_______________________．11.已知一定量的理想气体经历p－T图上所示的循环过程，图中各过程的吸热、放热情况为：(1) 过程1－2中，气体__________．(2) 过程2－3中，气体__________．(3) 过程3－1中，气体__________．计算题1.容器内有11 kg二氧化碳和2 kg氢气(两种气体均视为刚性分子的理想气体)，已知混合气体的内能是8.1×106 J．求：(1) 混合气体的温度；(2) 两种气体分子的平均动能．(二氧化碳的M mol＝44×10-3 kg·mol-1,玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23 J·K-1摩尔气体常量R＝8.31 J·mol-1·K-1 )[ T＝300 K ; ＝1.04×10-20 J ]2.一定量的刚性双原子分子理想气体，开始时处于压强为p0 = 1.0×105 Pa，体积为V0 =4×10-3 m3，温度为T0 = 300 K的初态，后经等压膨胀过程温度上升到T1 = 450 K，再经绝热过程温度降回到T2 = 300 K，求气体在整个过程中对外作的功．[ W=700 J ．]3.温度为25℃、压强为1 atm的1 mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍．(普适气体常量R＝8.31 ，ln 3=1.0986)(1) 计算这个过程中气体对外所作的功．(2) 假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？[W= 2.72×103 J ; W＝2.20×103 J ]4.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 ) [ J ;＝400 K ]5.一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为p0=1.2×106 Pa，V0=8.31×10－3m3，T0 =300 K的初态，后经过一等体过程，温度升高到T1 =450 K，再经过一等温过程，压强降到p = p0的末态．已知该理想气体的等压摩尔热容与等体摩尔热容之比C p /C V =5/3．求：(1) 该理想气体的等压摩尔热容C p和等体摩尔热容C V．(2) 气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量．(普适气体常量R = 8.31 J·mol－1·K－1)[ 和; Q = △E+W =1.35×104 J ．]6.理想气体作卡诺循环，高温热源的热力学温度是低温热源的热力学温度的n倍，求气体在一个循环中将由高温热源所得热量的多大部分交给了低温热源．4 / 6[ ]7.一超声波源发射超声波的功率为10 W．假设它工作10 s，并且全部波动能量都被1 mol氧气吸收而用于增加其内能，则氧气的温度升高了多少？(氧气分子视为刚性分子，普适气体常量R＝8.31 J·mol-1·K-1 )[ ∆T＝4.81 K．]8. 1 kg某种理想气体，分子平动动能总和是1.86×106J，已知每个分子的质量是3.34×10-27 kg，试求气体的温度．（玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23 J·K-1）[ = 300 K ]9.有ν 摩尔的刚性双原子分子理想气体，原来处在平衡态，当它从外界吸收热量Q并对外作功A后，又达到一新的平衡态．试求分子的平均平动动能增加了多少．(用ν、Q、A 和阿伏伽德罗常数N A表示)[ k∆T=3(Q-A) / (5ν N A) 式中N A为阿伏伽德罗常数．]10.容积V＝1 m3的容器内混有N1＝1.0×1025个氢气分子和N2＝4.0×1025个氧气分子，混合气体的温度为400 K，求：(1) 气体分子的平动动能总和．(2) 混合气体的压强．(普适气体常量R＝8.31 J·mol-1·K-1 )【J ；p = n kT＝2.76×105 Pa 】11.以氢(视为刚性分子的理想气体)为工作物质进行卡诺循环，如果在绝热膨胀时末态的压强p2是初态压强p1的一半，求循环的效率．[ ]12.将1 kg氦气和M kg氢气混合，平衡后混合气体的内能是2.45×106 J，氦分子平均动能是6×10-21 J，求氢气质量M．[ kg ]热学部分习题解答一、选择题：1. B2. D3. B4. B5. B6. D7. C8. B9. A 10. A 11. D 12. B 13. B14. C 15. B 16. C 17. D 18. B 19. D 20. B 21. D二、填空题：1.［(1) (2) ］2.［］3.［33.3％；50％；66.7％］4.［１．25×103Ｊ］5.［>0; >0］6.[等压；等压；等压]7.[400J ]8.[(1) 沿空间各方向运动的分子数目相等; (2) ]9.[ 33.3％; 8.31×103 J ]10.[单位体积内的分子数n ;分子的平均平动动能]11.[ 吸热; 放热; 放热]三、计算题：1.解：(1)＝300 K(2)＝1.24×10-20 J＝1.04×10-20 J2.解：等压过程末态的体积等压过程气体对外作功=200 J根据热力学第一定律，绝热过程气体对外作的功为W2 =－△E =－νC V (T2－T1)这里，，5 / 6则J气体在整个过程中对外作的功为W = W1+W2 =700 J ．3.解：(1) 等温过程气体对外作功为2分=8.31×298×1.0986 J = 2.72×103 J 2分(2) 绝热过程气体对外作功为2分＝2.20×103 J 2分4.解：(1) M / M mol=N / N A∴N=MN A / M molJ 3分(2) ＝400 K 2分5.解：(1) 由和可解得和2分(2) 该理想气体的摩尔数 4 mol在全过程中气体内能的改变量为△E=ν C V(T1－T2)=7.48×103 J 2分全过程中气体对外作的功为式中p1 ∕p0=T1 ∕T0则J．2分全过程中气体从外界吸的热量为Q = △E+W =1.35×104 J ．2分6.解：理想气体卡诺循环的效率1分∵1分又据1分得2分7.解：A= Pt = ，2分∴∆T = 2Pt /(v iR)＝4.81 K．3分8.解：N= M / m＝0.30×1027个1分6.2×10-21 J 1分= 300 K 3分9.解：设两个平衡态的温度差为∆T，则Q-A=∆E=νR∆T=ν N A k∆T3分∴k∆T=3(Q-A) / (5ν N A) 2分式中N A为阿伏伽德罗常数．10.解：(1) JJ(2) p = n kT＝2.76×105 Pa11.解：根据卡诺循环的效率1分由绝热方程：1分得氢为双原子分子，，由1分得1分1分12.解：KJ 2分而J又∴kg 3分6 / 6。

大学物理单元习题及答案(热学部分)

单元习题热学模块一、判断题： 1、只有处于平衡状态的系统才可用状态参数来表述。

（ √ ） 2、温度是标志分子热运动激烈程度的物理量，所以某个分子运动越快，说明该分子温度越高。

（ × ） 3、某理想气体系统内分子的自由度为i ，当该系统处于平衡态时，每个分子的能量都等于kT i2。

（ × ）4、单原子分子的自由度为3，刚性双原子分子的自由度为5，刚性多原子分子的自由度为6。

（ √ ） 5、理想气体物态方程nkT p =中，n 代表物质的量。

（ × ） 6、处于平衡状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，则它们的温度、压强都相同。

（ √ ） 7、两种理想气体温度相等，则分子的平均平动动能不一定相等。

（ × ） 8、对给定理想气体，其内能只是温度的函数。

（ √ ） 9、热力学第一定律是能量转换和守恒定律，所以凡是满足热力学第一定律的热力学过程都能够实现。

（ × ） 10、可逆过程一定是准静态过程，反之亦然。

（ × ）11、热力循环过程中只要给出高温热源的温度和低温热源的温度，都可以用公式121T T -=η来计算热机效率。

（ × ）12、循环输出净功越大，则热效率越高。

（ × ） 13、可逆循环的热效率都相等。

（ × ）14、不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率。

（ × ） 15、从增加内能的角度来说，作功和热传递是等效的，在本质上无差别。

（ × ）16、不可逆过程是不能回到初态的热力过程。

（ × ） 17、热机的循环效率不可能大于1。

（ √ ） 18、气体膨胀一定对外做功。

（ × ）二、计算题1、一容器内储有氧气，其压强为atm p 0.1=，温度为27℃。

求：（1）分子数密度；（2）氧分子质量；（3）氧气密度；（4）分子的平均平动动能；（5）分子间的平均距离。

(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。

《大学物理学》热力学基础练习题

《大学物理学》热力学基础练习题《大学物理学》热力学基础一、选择题13-1．如图所示，bcab 1a 和b 2a 功与吸收热量的情况是( )（A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功；（D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 过程吸热、作正功。

【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不吸热也不放热，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+∆知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B 状态A 和状态B 过程，气体必然 ( )（A ）对外作正功；（B ）内能增加；（C ）从外界吸热；（D ）向外界放热。

【提示：由于A B T T <，必有A B E E <；而功、热量是过程量，与过程有关】13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( ) （A ）6J ；（B ）3J ；（C ）5J ；（D ）10J 。

【提示：等体过程不做功，有Q E =∆，而2mol M iE R T M ∆=∆，所以需传5J 】13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循）A （）B （）【提示：(A) 绝热线应该比等温线陡，（B ）和（C ）两条绝热线不能相交】13-5．一台工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J ，则对外做功（）（A ）2000J ；（B ）1000J ；（C ）4000J ；（D ）500J。