热学模拟试题(二)

模拟试题（二）

（时间：120分钟 共100分）

一、单项选择题：下面每题的选项中，只有一个是正确的，请将正确答案填在下面的答题表格内。（本题共10小

题，每小题3分，共30分）

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案

1、 一个线性定标的温度计，其冰点为－40A ，沸点为160A 。当温度计的读数为5A 时，摄氏温度计的读数是（ ）

A 、7.5C ；

B 、12.5

C ；C 、16.5

C ；

D 、22.5

C 。

2、 说昨天的温度和今天的一样，其理论依据是（ ）

A 、昨天和今天一样暖和；

B 、昨天和今天温度计读数一样；

C 、热力学第零定律；

D 、热力学第一定律。

3、 如果只能用绝热方法使系统从初态变到终态，则（ ）

A 、 对联结这两态的不同绝热路径，所做功不同；

B 、 对联结这两态的所有绝热路径，所做功都相同；

C 、 由于没有热能传递，故没有做功；

D 、 系统的总内能将不变。

4、 一定量的某种理想气体，压强P 保持一定，通过加热使其体积从V 1＝10m 3

膨胀到V 2＝20m 3

，若膨胀前的温度为t 1＝100

C ，则膨胀后的温度为（ ）

A 、200K ；

B 、373K ；

C 、473K ；

D 、746K 。

5、 卡诺致冷机工作于温度为200K 和300K 的两个恒温热源之间，此致冷机的致冷系数为（ ）

A 、2；

B 、21；

C 、3

1

；D 、3。

6、 一定容器中存有一定量的气体，设分子的平均碰撞频率为Z ，平均自由程为λ，则当温度升高时，（ ）

A 、Z 增大，λ减小；

B 、Z 增大，λ不变；

C 、Z 、λ均增大；

D 、Z 、λ都不变。 7、 由热力学第二定律，下面哪个说法正确（ ）

A 、功可完全转变为热，但热不可能完全转为功；

B 、热量不可能由低温物体传向高温物体；

C 、两条绝热线可以相交；

D 、一条绝热线与一条等温线只能有一个交点。

8、 一容器贮有气体，其平均自由程为λ，当绝对温度降为原来的一半，但体积不变，分子作用半径不变。此时平均自由程为（ ）

A 、

21

λ；B 、2λ；C 、λ ；D 、2λ；E 、2

1λ。 9、 若气体分子服从麦克斯韦速率分布律，如果气体的温度增为原来的两倍，与最概然速率v p 相应的

速率分布函数f (v p )变为原来的（ ）

A 、

21

；B 、2；C 、2；D 、2

1。 10、 一定容器中存有一定量的气体，设分子的平均碰撞频率为Z ，平均自由程为λ，则当温度升高时，（ ）

A 、Z 增大，λ减小；

B 、Z 增大，λ不变；

C 、Z 、λ均增大；

D 、Z 、λ都不变。

二、填空题：根据题意将正确答案填在题目中的空格内。（本题共7小题，10个空，每空2分，共20分）

1、冬季房间热量的流失率为104

kcal/h ，室温21C ，外界温度－5C ，此过程的熵增加率

为 。

2、

有一台可逆热机，工作的高温热源温度为400K ，低温热源温度为300K ，每一循环中在低温热

源放出的热量为6 kJ 。那么，这台热机每一循环从高温热源吸取热量Q 1＝ ；这台热机的效率

＝ 。 3、

RT 2

3

的物理意义是 。 4、 假设由N 个粒子组成的某种理想气体，其分子速率分布曲线如图所示，则用v 0表示的a 值为 ，分子速率在0～v 0之间的分子数为 。

5、 设空气温度为0℃，且不随高度变化，则大气压强减为地面的75%时的高度为 。

6、 氧气分子的最概然速率为500m/s 时的温度为 ，这时的平均速率为 。

7、 在室温300K 下，一摩尔氮气的内能是 。

0f (v )3v 02v 0v 0a/2

三、计算题：按照下面各题的要求，将完整答案写在题目后面的空白处，不够可另加附页。（本大题共50分）

1、 （15分）1摩尔理想气体氦作如图所示的循环，其中bc 过程为绝热过程。求：(1) ab 过程中系统吸收的热量；(2) 系统在一个循环过程中对外作的总功；(3) 此循环的效率。

2、 （12分）一理想气体准静态卡诺循环，当热源温度为100C 、冷却器温度为0C 时，作净功

800J 。今若维持冷却器温度不变，提高热源温度，使净功增加为103

J ，则这时：(1) 热源的温度为多少(2)效率增大到多少设这两个循环都工作于相同的两绝热线之间。

3、 （15分）导体中的自由电子的运动可看作类似气体分子的运动（故称电子气）。设导体中共有N

个自由电子，其中电子的最大速率为v F （称为费米速率），与v F 对应的能量为F ε（称为费米能量），电子速率在v ~v+dv 之间的概率为：

⎪

⎩⎪

⎨⎧>≥≥=)

(0

)

,0(42F F v v A v v dv

Av N dN 为常数π

(1) 用N 、v F 定出常数A ；(2) 求出自由电子的平均速率v ；(3) 求出电子气中电子的平均平动能ε； (4) 求0~的自由电子数。

4、（8分）设有半径为2R 的柱形圆筒，其中含有半径为1R 的并与之同轴的圆柱体，以速度u 沿轴线朝正z 方向运动。试确定粘滞系数为η的、充满柱形圆筒和柱体之间的不可压缩气体(或液体)的流动速度谱()r v 以及作用于柱体表面(或柱形圆筒内壁)单位长度上的粘滞力τ。

a

c

b

P (atm)