大学物理热学测试习题

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大学物理热学试题

大学物理--热学试题1.一个物体的温度从20℃升高到40℃，其温度变化为多少摄氏度？（答案：20℃）2.一个物体吸收了1000J的热量，其温度升高了10℃，这个物体的热容是多少？（答案：100J/℃）3.一个物体的质量为2kg，其比热容为4000J/kg·℃，向该物体输入2000J的热量，其温度升高了多少℃？（答案：0.5℃）4.一个物体的质量为1kg，其比热容为2000J/kg·℃，将其放在热源中，经过一段时间，物体的温度升高了10℃，热源输入的热量为多少？（答案：20000J）5.一根长10cm，截面积为1cm²的铜棒，其两端分别与100℃和0℃的热源接触，假设铜的比热容为400J/kg·℃，求铜棒吸收的热量。

（答案：400J）6.一根长10cm，截面积为1cm²的铝棒，其两端分别与100℃和0℃的热源接触，假设铝的比热容为900J/kg·℃，求铝棒吸收的热量。

（答案：900J）7.一个物体吸收了3000J的热量，做了200J的功，这个物体的内能的增量是多少？（答案：2800J）8.一个物体吸收了5000J的热量，做了1000J的功，这个物体的内能的增量是多少？（答案：4000J）9.一个物体吸收了2000J的热量，做了500J的功，这个物体的内能的增量是多少？（答案：1500J）10.一氧化碳气体的摩尔质量为28g/mol，将1mol的一氧化碳气体加热到100℃，需要输入多少焦耳的热量？（答案：29760J）11.理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P为压强，V为体积，n为物质的摩尔数，R为气体常量，T为温度。

若将1mol的理想气体从0℃加热到100℃，其对外做的功为多少？（答案：4158J）12.理想气体的状态方程为PV=nRT，其中P为压强，V为体积，n为物质的摩尔数，R为气体常量，T为温度。

若将1mol的理想气体从0℃加热到100℃，其内能的增量为多少？（答案：2079J）。

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)。

大学物理热学测试习题

2 2 8.28 1021 400 K (2) T k 23 3k 3 1.38 10
4.8 一容器中，混有刚性双原子理想气体分子 N1 = 1.0×1023 个和单原子理想气体分子 N2 = 4.0×1023 个，在混合气体的温度是 300k 的状态下，求（1）两种分子的平均平动动能；（2）两种分子的平均动能；（3）容器内气体的内能。
[ B ]
2.对一定量的理想气体,下列所述过程不可能发生的是:[ ] (A) 从外界吸热,但温度降低； (B) 对外做功且同时吸热； (C) 吸热且同时体积被压缩； (D) 等温下的绝热膨胀.
Q E A
[ D ]
3.如图1所示的三个过程中,ac为等温过程,则有 [ ] (A) ab过程 E<0,ad过程 E<0. (B) ab过程 E>0,ad过程 E<0. (C) ab过程 E<0, ad过程 E>0. (D) ab过程 E>0, ad过程 E>0.
热学测验一.选择题（共30分，每题5分）
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为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：[ ] (A)pV/m. (B)pV/ (kT) . (C)pV /(RT) . (D) pV/(mT) .
p p nkT n (分子数密度） kT p N nV V (分子数） kT
[ C ]
8.对于理想气体系统来说,在下列过程中，哪个过程中系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值？（）（A）等容降压过程（B）等温膨胀过程（D）（C）绝热膨胀过程（D）等压压缩过程。
（C）
（B）

(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。

大学热学题库及答案详解

大学热学题库及答案详解一、选择题1. 热力学第一定律的数学表达式是：A. ΔU = Q - WB. ΔH = Q + WC. ΔS = Q/TD. ΔG = Q - W答案：A2. 在等压过程中，系统与外界交换的热能等于：A. ΔUB. ΔHC. ΔSD. ΔG答案：B3. 理想气体的内能只与温度有关，这是因为：A. 理想气体分子间无相互作用力B. 理想气体分子间有相互作用力C. 理想气体分子的动能与温度无关D. 理想气体分子的势能与温度无关答案：A二、填空题4. 根据热力学第二定律，不可能制造一个循环动作，其唯一结果就是______。

答案：从单一热源吸热全部转化为功而不产生其他效果5. 熵是热力学系统无序程度的度量，其变化量总是______。

答案：不小于零三、简答题6. 简述热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文-普朗克表述。

答案：热力学第二定律的克劳修斯表述是：不可能实现一个循环过程，其唯一结果就是从一个单一热源吸热并将这热量完全转化为功。

开尔文-普朗克表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。

7. 解释什么是卡诺循环，并说明其效率。

答案：卡诺循环是一种理想化的热机循环，包括两个等温过程和两个绝热过程。

其效率由下式给出：η = 1 - (Tc/Th)，其中Tc是冷热源的绝对温度，Th是热热源的绝对温度。

四、计算题8. 已知理想气体的摩尔质量为M，气体的温度从T1升高到T2，求气体的内能变化量ΔU。

答案：对于理想气体，内能变化量仅与温度变化有关，与压力和体积无关。

内能变化量可以通过以下公式计算：ΔU = n * Cv * (T2 -T1)，其中n是气体的摩尔数，Cv是摩尔定容热容。

9. 一个绝热容器内装有一定量的气体，气体经历一个绝热过程，其体积从V1减小到V2，求气体的温度变化。

答案：对于绝热过程，根据热力学第一定律，Q = ΔU，且W = -P *ΔV。

由于绝热过程Q = 0，所以ΔU = -W = P * (V1 - V2)。

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》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。

大学物理热学试题试题库及答案

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种气体得分子数密度为n1，它产生得压强为p1，B种气体得分子数密度为2ｎ1,C种气体得分子数密度为3 n１,则混合气体得压强ｐ为（A) ３p1。

（B) 4 p1.（Ｃ）5ｐ１. （Ｄ) 6 p1．ﻩﻩﻩ［]2、若理想气体得体积为V,压强为p,温度为Ｔ，一个分子得质量为m，k为玻尔兹曼常量，R 为普适气体常量，则该理想气体得分子数为：（A）ｐV / ｍ。

（B) pV / (kT).（Ｃ) ｐV／(RT）. （D）pＶ／（ｍＴ）。

[ ］3、有一截面均匀得封闭圆筒，中间被一光滑得活塞分隔成两边，如果其中得一边装有0。

1 ｋg某一温度得氢气,为了使活塞停留在圆筒得正中央,则另一边应装入同一温度得氧气得质量为：(Ａ）（1/1６) kg。

（B）0．８ｋg．（C）１．６ｋg. (D) 3。

2 kg。

[ ］4、在标准状态下，任何理想气体在１m3中含有得分子数都等于（A）6、02×１0２3。

(B）6、0２×10２１．（C）2、６9×１025. （Ｄ）2、６9×1０２3。

（玻尔兹曼常量ｋ=１、38×１0-23Ｊ·K-１）[ ］5、一定量某理想气体按pV2=恒量得规律膨胀,则膨胀后理想气体得温度（Ａ）将升高. （Ｂ）将降低.（C）不变. （D）升高还就是降低，不能确定．[ ］６、一个容器内贮有1摩尔氢气与１摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生得压强分别为ｐ１与p2,则两者得大小关系就是：(A）ｐ1〉p2．（Ｂ）p１〈ｐ2.（C) p1＝p2.（Ｄ）不确定得。

［］7、已知氢气与氧气得温度相同，请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分子得质量比氢分子大，所以氧气得压强一定大于氢气得压强.(B）氧分子得质量比氢分子大，所以氧气得密度一定大于氢气得密度.(Ｃ）氧分子得质量比氢分子大，所以氢分子得速率一定比氧分子得速率大、（D）氧分子得质量比氢分子大,所以氢分子得方均根速率一定比氧分子得方均根速率大。

大学物理——热学必考题

1. 有 2×10-3 m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102 J．(1) 试求气体的压强；(2) 设分子总数为 5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度．(玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23 J·K-1)2. 一瓶氢气和一瓶氧气温度相同．若氢气分子的平均平动动能为= 6.21×10-21 J．试求：(1) 氧气分子的平均平动动能和方均根速率．(2) 氧气的温度．(阿伏伽德罗常量N A＝6.022×1023 mol-1，玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23 J·K-1)3. 一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里．此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)．已知气体的初压强p1=1atm，体积V1=1L，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，(1) 在p－V图上将整个过程表示出来．(2) 试求在整个过程中气体内能的改变．(3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量．(1 atm＝1.013×105 Pa)(4) 试求在整个过程中气体所作的功．4. 1 mol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400 K的等温线上起始体积为V1 = 0.001 m3，终止体积为V2 = 0.005 m3，试求此气体在每一循环中(1) 从高温热源吸收的热量Q1(2) 气体所作的净功W(3) 气体传给低温热源的热量Q25. 气缸内贮有36 g 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：(1) d －a 过程中水蒸气作的功W da(2) a －b 过程中水蒸气内能的增量∆E ab(3) 循环过程水蒸汽作的净功W(4) 循环效率η(注：水蒸汽自由度i = 6, 水蒸汽的摩尔质量M mol ＝18×10-3 kg ，1 atm= 1.013×105 Pa)6. 1 mol 双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中1－2为直线，2－3为绝热线，3－1为等温线．已知T 2 =2T 1，V 3=8V 1 试求：(1) 各过程的功，内能增量和传递的热量；(用 T 1和已知常量表示)(2) 此循环的效率η．7. 1mol 的单原子分子理想气体，从初态A 出发，经历如图循环过程，求：(1) 各过程中系统对外作的功、内能的变化和吸收的热量；(2) 整个循环过程系统对外作的总功及净吸热；(3) 该循环的效率；8. 如图所示代表一以He 气(氦气,可视为理想气体)为工作物质的循环过程, 图中V 1=2V 2, p 1=3p 2. 试问：（1）该循环过程是代表热机还是致冷机？（2）如果是热机求出该热机的循环效率；如果是致冷机则求出该致冷机的致冷系数e.9. 有一制冷空调器, 夏天制冷的输入功率为1000W; (1)若实际制冷量为2500W, 求此空调器的制冷系数. (2)若空调器按卡诺循环工作(即卡诺致冷机), 室外的温度为370C, 室内温度为220C, 则空调器的制冷系数是多少?。

大学物理2(热学)期末试卷及答案

有 (1分)
又根据气体状态方程得
(2分)
(2分)
(A)系统从外界吸收的热量;
(B)系统对外放出的热量;
(C)系统对外界所作的功;
(D)没有任何意义
[C]
三计算证明题(共50分)
1.（1）试估计水的分子数密度和水分子直径的数量级.（2）试估计100℃的饱和水蒸汽（压强为1atm）的平均自由程（共10分）.
解:18㎝3的水中有6.02×1023个水分子,所以水的分子数密度为
(10分)
证：设在半径为r的圆柱面上通过的总热流为 .在r~r+dr的圆筒形薄层气体中的温度梯度为dT/dr,故
(3分)
达到稳态时不同r处的相同,(2分)
故
(1分)
从R1到R2积分,可得
(2分)
故每秒由内筒通过空气的热量为
(2分)
4.将质量1.00kg、压强为1个大气压、温度为100℃的水蒸汽准静态地冷凝成水，再降温到20℃时，其熵变是多少?认为水的热容与温度无关，在1个大气压下水的热容为4，18kJ／kg。汽化热为2250kJ／kg.（10分）
3分`
水的分子数密度的倒数就是在水中每个分子所分摊到的体积.可以认为它近似等于水分子直径的3次方.
3分
（2）100℃的饱和水蒸汽的压强为1atm,由于
p=nkT1分
3分
2若麦克斯韦速率分布为f(v)dv,试求出从v1~v2范围内分子的速率之和以及分子的平均速率.（2）气体分子速率与最概然速率之差不超过1％的分子占全部分子的百分之几?（共10分）
(A) 1-T3/T1;
(B)1-T2/T1
(C)1- (T2-T3)/(T1-T2);
(D)1-T3/T2
[A]

物理热学试题及答案

物理热学试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热力学第一定律的表达式是（）。

A. △U = Q - WB. △U = Q + WC. △U = W - QD. △U = Q + W2. 绝对零度是（）。

A. -273.15℃B. 0℃C. -273.15KD. 0K3. 热传导的三种方式是（）。

A. 传导、对流、辐射B. 传导、对流、蒸发C. 传导、蒸发、辐射D. 对流、蒸发、辐射4. 理想气体状态方程是（）。

A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = (n/M)RTD. PV = (m/M)RT5. 热机效率的计算公式是（）。

A. η = W/QB. η = Q/WC. η = W/Q_inD. η = Q_out/Q_in6. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是（）。

A. 热量可以从低温物体自发地传递到高温物体B. 热量不能从低温物体自发地传递到高温物体C. 所有自然过程都会使熵增加D. 熵是热力学系统的一个状态函数7. 热膨胀系数的定义是（）。

A. 单位温度变化下物体体积的变化量B. 单位温度变化下物体长度的变化量C. 单位温度变化下物体质量的变化量D. 单位温度变化下物体密度的变化量8. 热力学第三定律的含义是（）。

A. 绝对零度是不可能达到的B. 绝对零度是可能达到的C. 绝对零度是热力学温度的起点D. 绝对零度是热力学温度的终点9. 热力学系统的熵变可以通过（）来计算。

A. △S = Q/TB. △S = Q/T - WC. △S = Q/T + WD. △S = Q/T + W/T10. 绝热过程中，系统与外界（）。

A. 有热交换B. 没有热交换C. 有功交换D. 没有功交换二、填空题（每题2分，共20分）1. 热力学第一定律表明，能量在转换过程中______。

2. 绝对零度是温度的______，其数值为______K。

3. 热传导的三种方式中，______是不需要介质的。

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)3p1．(b)4p1．(c)5p1．(d)6p1．［］2、若理想气体的体积为v，应力为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、存有一横截面光滑的半封闭圆筒，中间被一扁平的活塞隔开成两边，如果其中的一边装有0.1kg某一温度的氢气，为了并使活塞逗留在圆筒的也已中央，则另一边应当放入同一温度的氧气的质量为：(a)(1/16)kg．(b)0.8kg．(c)1.6kg．(d)3.2kg．［］4、在标准状态下，任何理想气体在1m3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?23jk?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)维持不变．(d)增高还是减少，无法确认．［］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)不确认的．［］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小，所以氧气的应力一定大于氢气的应力．(b)氧分子的质量比氢分子小，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小，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率小.(d)氧分子的质量比氢分子小，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率小．［］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小，所以氧气的应力一定大于氢气的应力．(b)氧分子的质量比氢分子小，所以氧气的密度一定大于氢气的密度．1(c)氧分子的质量比氢分子小，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率小.(d)氧分子的质量比氢分子小，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率小．［］9、温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能?和平均平动动能w有如下关系：(a)?和w都成正比．(b)?成正比，而w不成正比．(c)w相等，而?不相等．(d)?和w都不相等．［］10、1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为t时，其内能够为3rt．(b)25rt．(d)(c)2(a)3kt．25kt．［］2（式中r为普适气体常量，k为玻尔兹曼常量）11、两瓶相同种类的理想气体，它们的温度和应力都相同，但体积相同，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对应状态动能(ek/v)，单位体积内的气体质量?，分别存有如下关系：(a)n不同，(ek/v)不同，??不同．(b)n不同，(ek/v)不同，??相同．(c)n相同，(ek/v)相同，??不同．(d)n相同，(ek/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，一个丰氢气，一个丰氦气(均视作刚性分子理想气体)，已经开始时它们的应力和温度都成正比，现将6j热量托付给氦气，并使之增高至一定温度．若并使氢气也增高同样温度，则可向氢气传达热量(a)12j．(b)10j(c)6j．(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：53pv．(b)pv．221(c)pv．(d)pv．［］2(a)15、以下各式中哪一式则表示气体分子的平均值对应状态动能？（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，na为阿伏加得罗常量）2(a)3m3mpv．(b)pv．2m2mmol3mmol3napv．[](c)npv．(d)22m16、两容器内分别器皿氢气和氦气，若它们的温度和质量分别成正比，则：(a)两种气体分子的平均值对应状态动能成正比．(b)两种气体分子的平均值动能成正比．(c)两种气体分子的平均速率成正比．(d)两种气体的内能相等．［］17、一容器内装有n1个单原子理想气体分子和n2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处于温度为t的平衡态时，其内能够为35kt+kt)．22135(b)(n1+n2)(kt+kt)．22235(c)n1kt+n2kt．2253(d)n1kt+n2kt．［］22(a)(n1+n2)(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vo2/vh2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，vp代表气体分子运动的最概然速率，(v2)1/2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)(v2)1/2?v?vp(b)v?vp?(v2)1/2(c)vp?v?(v2)1/2(d)vp?v?(v2)1/2[]20、未知一定量的某种理想气体，在温度为t1与t2时的分子最概然速率分别为vp1和vp2，分子速率原产函数的最大值分别为f(vp1)和f(vp2)．若t1>t2，则(a)vp1>vp2，f(vp1)>f(vp2)．(b)vp1>vp2，f(vp1)<f(vp2)．(c)vp1<vp2，f(vp1)>f(vp2)．(d)vp1<vp2，f(vp1)<f(vp2)．［］21、两种相同的理想气体，若它们的最概然速率成正比，则它们的(a)平均速率成正比，方均根速率成正比．(b)平均速率成正比，方均根速率不成正比．(c)平均速率不成正比，方均根速率成正比．(d)平均速率不相等，方均根速率不相等．［］322、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)12倍．［］23、麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中a、b两f(v)部分面积相等，则该图表示(a)v0为最概然速率．(b)v0为平均速率．(c)v0为方均根速率．ba(d)速率大于和小于v0的分子数各占一ov0v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)速率原产在v附近的单位速率间隔中的分子数占到总分子数的百分比．(c)具备速率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则表示分子总数，t则表示气体温度，m则表示气体分子的质量，那么当分子速率v确认后，同意麦克斯韦速率原产函数f(v)的数值的因素就是(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?的变化情况是：(a)z和?都减小一倍．(b)z和?都减至原来的一半．(c)z减小一倍而?减至为原来的一半．(d)z减为原来的一半而?增大一倍．［］27、一定量的理想气体，在温度维持不变的条件下，当体积减小时，分子的平均值碰撞频率z和平均值民主自由程?的变化情况就是：(a)z减小而?不变．(b)z增大而?减小．4(c)z减小而?增大．(d)z不变而?增大．［］28、一定量的理想气体，在温度维持不变的条件下，当应力减少时，分子的平均值碰撞频率z和平均值民主自由程?的变化情况就是：(a)z和?都增大．(b)z和?都减小．(c)z增大而?减小．(d)z减小而?增大．［］29、一定量的理想气体，在体积维持不变的条件下，当温度减少时，分子的平均值碰撞频率z和平均值民主自由程?的变化情况就是：(a)z减小，但?不变．(b)z不变，但?减小．(c)z和?都增大．(d)z和?都维持不变．［］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和平均值民主自由程?的变化情况就是：(a)z增大，?不变．(b)z不变，?增大．(c)z和?都增大．(d)z和?都不变．[]31、在一个体积维持不变的容器中，石马村一定量的理想气体，温度为t0时，气体分子的平均速率为v0，分子平均值相撞次数为z0，平均值民主自由程为?0．当气体温度增高为4t0时，气体分子的平均速率v，平均值碰撞频率z和平均值民主自由程?分别为：(a)v＝4v0，z＝4z0，?＝4?0．(b)v＝2v0，z＝2z0，?＝?0．(c)v＝2v0，z＝2z0，?＝4?0．(d)v＝4v0，z＝2z0，?＝?0．［］32、在一半封闭容器中盛存有1mol氦气(视为理想气体)，这时分子无规则运动的平均值民主自由程仅同意于(a)压强p．(b)体积v．(c)温度t．(d)平均值碰撞频率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?和平均碰撞频率z与温度5。

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一、选择题1、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 ．2、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n 1，它产生的压强为p 1，B 种气体的分子数密度为2n 1，C 种气体的分子数密度为3 n 1，则混合气体的压强p 为［］(A) 3 p 1． (B) 4 p 1．(C) 5 p 1． (D) 6 p 1．3、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::C B 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∶1．4、一定量某理想气体按pV 2＝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．［］5、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．6、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．［］7、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． 8、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）9、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 / 3．10、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 ．11、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．12、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 ．13、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．［］14、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．15、理想气体向真空作绝热膨胀．［］ f (v )(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．16、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？［］(A) 等体降压过程． (B) 等温膨胀过程．(C) 绝热膨胀过程． (D) 等压压缩过程．17、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．18、一定量的理想气体经历acb 过程时吸热500 J ．则经历acbda 过程时，吸热为［］(A) –1200 J ． (B) –700 J ． (C) –400 J ． (D) 700 J ． 19、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) 2/3． (B) 1/2． (C) 2/5． (D) 2/7． p (×105 Pa)3 m 3)20、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 ． 21、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．22、如图表示的两个卡诺循环，第一个沿ABCDA 进行，第二个沿A D C AB ''进行，这两个循环的效率1η和2η的关系及这两个循环所作的净功W 1和W 2的关系是［］(A) η1 =η2 ,W 1 = W 2(B) η1 >η2 ,W 1 = W 2．(C) η1 =η2 ,W 1 > W 2． (D) η1 =η2 ,W 1 < W 2．23、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 ′c 'd T 2ab b 'c T 1VO pB AC DC 'D 'V pVp O a bc da'b'c' d'(B) η < η′, Q > Q ′.(C) η > η′, Q < Q ′.(D) η > η′, Q > Q ′.24、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． 25、根据热力学第二定律可知：(A) 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功．(B) 热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(C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程．(D) 一切自发过程都是不可逆的．26、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［］(A) 温度不变，熵增加． (B) 温度升高，熵增加． (C) 温度降低，熵增加． (D) 温度不变，熵不变． 27、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．28、气缸中有一定量的氦气(视为理想气体)，经过绝热压缩，体积变为原来的一半，则气体分子的平均速率变为原来的O V(A) 24/5倍． (B) 22/3倍．(C) 22/5倍． (D) 21/3倍．二、填空题29、在容积为10-2 m 3 的容器中，装有质量100 g 的气体，若气体分子的方均根速率为200 m • s -1，则气体的压强为________________．30、两个容器容积相等，分别储有相同质量的N 2和O 2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为 30 K ，当水银滴在正中不动时，N 2和O 2的温度为2N T ＝ ___________，2O T ＝__________．(N 2气的摩尔质量M mol ＝28×10-3 kg ·mol -1)31、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 ∶C w ＝1∶2∶4，则它们的压强之比A p ∶B p ∶C p ＝__________．32、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）33、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 ＝8.31J ·mol -1·K -1 )35、图示曲线为处于同一温度T 时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线。