热学练习题及答案

热学练习题一、选择题1．一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当容积增加大时，分子的平均碰撞次数Z和平均自由程λ的变化情况是（）A .Z减小，λ不变； B. Z减小，λ增大；C .Z增大，λ减小；D .Z不变λ增大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 ，则该理想气体分子数为：（）A. PV/mB. PV/(KT)C. PV/(RT)D. PV/(mT)3．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。

4．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，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？（）A. 522 B. 512 C. 322 D. 3125．两种不同的理想气体，若它们的最可几速率相等，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。

6．一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均碰撞次数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。

7．1mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为（ ）A 23RTB 23KTC 25RTD 25KT （式中R 为摩尔气体常量，K 为玻耳兹曼常量）8．一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 系统内能可能增加，也可能减少或保持不变。

9．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 ′)，且两条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收的热量为Q ，循环Ⅱ的效率为η′，每次循环在高温热源处吸收的热量为Q ′，则（ ）A η<η′,Q < Q ′B η<η′,Q > Q ′C η>η′,Q < Q ′D η>η′,Q > Q ′10．气缸有一定量的氮气（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 522B 512C 722D 71211．定量的理想气体经历如图所示的循环过程，A →B 和C →D 是等压过程，B →C 和D →A 是绝热过程。

若K T c300=，K T B 400=，此循环效率为（ ）A 15%B 25%C 18%D 10%12．如图所示，卡诺循环中，两条绝热线下面所包围的面积的关系（ ）。

A S Ⅰ>S ⅡB S Ⅰ< S ⅡC S Ⅰ= S ⅡD 不能确定13．你认为以下哪个循环过程是不可能的？（ ）A 由绝热线、等温线、等压线组成的循环；B 由绝热线、等温线、等容线组成的循环；C 由等容线、等压线、绝热线组成的循环；D 由两条绝热线和一条等温线组成的循环。

14．若)(υf 为气体分子速率分布函数，N 为气体分子总数，m 为分子质量，则⎰21)(212υυυυυd Nf m 的物理意义是（ ）。

A ． 速率为2υ的各分子的总平动动能与速率1υ为的各分子的总平动动能之差；B ． 速率为2υ的各分子的总平动动能与速率1υ为的各分子的总平动动能之和；C ． 速率处在速率间隔21~υυ之内的分子平均平动动能D ． 速率处在速率间隔21~υυ之内的分子平动动能之和。

15．已知n 为单位体积分子数，)(x f υ为麦克斯韦速度分量的分布函数，则x x d nf υυ)(表示（ ）。

A ． 单位时间内碰到单位面积器壁上的速度分量x υ处于x x x d υυυ+~区间的分子数；B ． 单位体积内速度分量x υ处于x x x d υυυ+~区间的分子数；C ． 速度分量在x υ附近，x d υ区间内的分子数占总分子数的比率；D ． 速度分量在x υ附近，x d υ区间内的分子数。

16．某种刚性双原子分子的理想气体处于温度为T 的平衡态下，该分子的平均总能量为（ ）。

A ．KT 23B ．KT 25C ．RT 23D ．RT 25 17．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A V E ⎪⎭⎫ ⎝⎛和BV E ⎪⎭⎫ ⎝⎛的关系为（ ）。

A ．B A V E V E ⎪⎭⎫ ⎝⎛<⎪⎭⎫⎝⎛ B ．B A V E V E ⎪⎭⎫ ⎝⎛>⎪⎭⎫ ⎝⎛ C ．B A V E V E ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛ D ．不能确定。

18．两种理想气体，温度相同，则（ ）。

A．内能必然相等材 B．分子的平均能量必然相等C．分子的平均动能必然相等 D.分子的平均平动动能必然相等19．单原子分子组成的理想气体自平衡态A变化到平衡态B，变化过程不知道，但A、B两点的压强、体积和温度都已确定，那么可以求出（）。

A．气体膨胀所做的功B．气体内能的变化C．气体传递的热量D．气体分子的质量20．在汽缸中有一定质量的气体，下面说法中正确的是（）。

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 以上三种说法都不对21．一定量某种理想气体若按“=γPV恒量”的规律被压缩，则压缩后该理想气体的温度将（）。

A．升高 B．降低 C．不变 D．不能确定22.下面的表述正确的是（）。

A．功可以全部转化为热，而热不能全部转化为功B．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C．开尔文表述指出热功转化的可逆性; D.克劳修斯表述指出了热传导的不可逆性23．下面的表述正确的是（ ）。

A ．汽缸中装有气体，当活塞上没有外加压力、活塞与汽缸间没有摩擦力时，此过程是可逆过程B ．上述装置中，当活塞上没有外加压力、活塞与汽缸间摩擦很大，且使气体极缓慢地膨胀时，此过程是可逆过程C ．上述装置中没有摩擦，但调整外加压力，使气体能缓慢地膨胀，此过程是可逆过程D ． 在一绝热容器内盛有液体，不停地搅动它，使它的温度升高，此过程是可逆的二、填空题1．常温常压下，一定量的某种理想气体（可视为刚性分子自由度为i ），在等压过程中吸热为Q ，对外作功为A ，内能增加为ΔE ，则A/Q= ; ΔE/Q= 。

2．有一卡诺热机，用29kg 空气为工作物质，工作在C 027的高温热源与C 073-的低温热源之间，此热机的热效率η= 。

若在等温膨胀的过程中气缸体积增大 2.718倍，则此热机每一循环所作的功为 。

（空气的摩尔质量为13.1029--⨯mol kg ）3．刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为A ，则传递给气体的热量为 。

4．若某容器内温度为300K 的二氧化碳气体（可视为刚性分子理想气体）的内能为J 31074.3⨯，则该容器内气体分子总数为 。

（玻尔兹曼常数1231038.1--⋅⨯=K J K ；mol N A个231002.6⨯=）5．容器中储有1摩尔的氮气，压强为1.33Pa ，温度为C ︒7，则13m 中氮气的分子数为 ；容器中的氮气的密度为 ；13m 中氮气分子的总平动动能为 。

（氮气的摩尔质量131028--⋅⨯mol kg ）6．一热机由温度为C ︒727的高温热源吸热，向温度为C ︒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2000J ，则此热机每一循环作功 J 。

7．一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是 ，而随时间不断变化的微观量是 。

8．在平衡状态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(υ)。

试说明下列各式的物理意义：（1）⎰∞pd f υυυ)(表示 ；（2）⎰∞02)(υυυd f 表示 ；（3）⎰∞0)(υυυd f 表示 ；(4) υυd Nf )(表示； （5）⎰21)(υυυυd f 表示 。

9．两种不同的理想气体，分子的算术平均速率相同，则它们的最可几速率 ；分子平均平动动能 。

（填：“相同”或“不相同”）10．两瓶不同种类的气体，它们的温度和压强相同，但体积不同。

则它们的分子数密度 ；体密度（ρ） ；单位体积中分子总平动动能 。

（填：“相同”或“不相同”）11．图示为某种气体的两条麦克斯韦速率分布曲线，则它们的最可几速率1p υ2p υ，温度T 1 T 2，曲线下的面积 S 1 S 2； f(1p υ) f(2p υ)。

（填：> , < ,= ）12．卡诺致冷机，其低温热源为T 2=300K ，高温热源T 1 =450K ，每一循环从低温热源吸热Q 2=400J ，则该致冷机的致冷系数c ω= ，每一循环中外界必须作功A= J 。

13．对一定质量的理想气体进行等温压缩。

若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×1024，当压强升高到初始值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应为 。

14．要使一热力学系统的内能增加，可以通过 或 两种方式，或者两种方式兼用来完成。

热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于 而与 无关。

15．在P —V 图上（1）系统的某一平衡态用 来表示；（2）系统的某一平衡过程用 来表示；（3）系统的某一平衡循环过程用 来表示。

16．气体经历如图所示的一个循环过程，在这个循环中，外界传给气体的净热量是。

P(N/m 2) 4017．热力学第二定律的的二种表述：（1） ； （2） 。

18．说明下列各项的物理意义：KT 21 。

⎰pd Nf υυυ0)(。

19．在图中，两条曲线a,b 分别表示相同温度下，氢气和氧气分子的速率分布曲线，则a 表示 气分子的速率分布曲线；b 表示 气分子的速率分布曲线。

20.气体处于平衡态时，分子的速率分布曲线如图所示，图中A 、B 两部分的面积之比为1：2，则它们的物理意义是 。

21．2CO （两个氧原子对称地附在碳原子的两侧）自由度为 。

（不考虑分子内原子的振动）22.某种气体分子在温度1T 时的方均根速率等于温度2T 时的平均速率，则=12:T T 。

23．理想气体 过程中，系统吸收的热量也可用P-V 图上的面积表示。

24．如图所示，a1b 过程是绝热过程，a2b 在P-V 图上是一段直线，在a2b 过程中，气体做功A 0，内能增量U ∆ 0，吸收热量Q 0。

（填=<>,,）25．如图所示，有1摩尔刚性双原子分子理想气体，由初态()11,V p 沿P-V 图上一条直线过程膨胀到末态()22,V p ，则在该过程中气体对外做功A= ，气体内能增量U ∆= 。