热学模拟试题(二)
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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)