大学物理热学练习题

(C)是A→D. (D)既是A→B也是A→C, 两过程吸热一样多。
4、一定量的理想气体，从a态出发经过①或②过程到达b态，acb为等温 线(如图)，则①、②两过程中外界对系统传递的热量Q1、Q2是 (A) Q1>0，Q2>0． (B) Q1<0，Q2<0． (C) Q1>0，Q2<0． (D) Q1<0，Q2>0． ［ ］ 5、一定量的理想气体，其状态在V－T图上沿着一条直线从平衡态a改变 到平衡态b(如图)． (A) 这是一个等压过程． (B) 这是一个升压过程． (C) 这是一个降压过程． (D) 数据不足，不能判断这是哪种过程 ［ ］
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． (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和平均平动动 能有如下关系： (A) 和都相等． (B) 相等，而不相等． (C) 相等，而不相等． (D) 和都不相等． ［ ］ 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) ． (B)． (C)． (D)． ［ ］ （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． ［ ］ 2、 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·K1) 2、若i是气体刚性分子的运动自由度数，则ikT所表示的是
(3)
ΔE与(1) 相同． W = Q − ΔE＝417 J Q =0，ΔE与(1) 同 W = −ΔE=−623 J (负号表示外界作功)
3、解：(1) (2) ， W为梯形面积，根据相似三角形有p1V2= p2V1，则 (3) Q =ΔE+W=3( p2V2－p1V1 )． (4) 以上计算对于A→B过程中任一微小状态变化均成立，故过程中 ΔQ =3Δ(pV)． 由状态方程得 Δ(pV) =RΔT， 故 ΔQ =3RΔT， 摩尔热容 C=ΔQ/ΔT=3R． ．
3、1 mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿p −V图所示直线变化到状 态B(p2,V2)，试求： (1) 气体的内能增量． (2) 气体对外界所作的功． (3) 气体吸收的热量．
(4) 此过程的摩尔热容． (摩尔热容C =，其中表示1 mol物质在过程中升高温度时所吸收的热 量．)
Leabharlann Baidu
答案： 一、 DCAAC AA 二、 1、 2、>0 >0 三、 1、解：(1) A→B： =200 J． ΔE1= CV (TB－TA)=3(pBVB－pAVA) /2=750 J Q=W1+ΔE1＝950 J． B→C： W2 =0 ΔE2 = CV (TC－TB)=3( pCVC－pBVB ) /2 =－600 J． Q2 =W2+ΔE2＝－600 J． C→A： W3 = pA (VA－VC)=－100 J． J． Q3 =W3+ΔE3＝－250 J (2) W= W1 +W2 +W3=100 J． Q= Q1 +Q2 +Q3 =100 J 2、解：氦气为单原子分子理想气体， (1) 等体过程，V＝常量，W =0 据 Q＝ΔE+W 可知 ＝623 J (2) 定压过程，p = 常量， =1.04×103 J
6、1 mol理想气体从p－V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2)过程到 达末态b．已知Ta<Tb ，则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是 (A) Q1> Q2>0． (B) Q2> Q1>0． (C) Q2< Q1<0． (D) Q1< Q2<0． (E) Q1= Q2>0． ［ ］ 7、一定量的理想气体，分别经历如图(1) 所示的abc过程，(图中虚线ac 为等温线)，和图(2) 所示的def过程(图中虚线df为绝热线)．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． (B) abc过程放热，def过程吸热． (C) abc过程和def过程都吸热． (D) abc过程和def过程都放热．
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 1、 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．
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) ． (B) ． (C) (D) ［ ］
2、定质量的理想气体完成一循环过程．此过程在V－T图中用图线 1→2→3→1描写．该气体在循环过程中吸热、放热的情况是 (A) 在1→2，3→1过程吸热；在2→3过程放热． (B) 在2→3过程吸热；在1→2，3→1过程放热． (C) 在1→2过程吸热；在2→3，3→1过程放热．
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) (B) (C) ． (D) 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＝1∶2∶4，则其压强之比∶∶为： (A) 1∶2∶4． (B) 1∶4∶8． (C) 1∶4∶16． (D) 4∶2∶1． ［ ］
2、 填空题 1、某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|W1|，又经绝热膨 胀返回原来体积时气体对外作功|W2|，则整个过程中气体 (1) 从外界吸收的热量Q = ____________ (2) 内能增加了ΔE = _______________ 2、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ΔE，请在以下空格内填上>0或<0或= 0： Q_____________，ΔE ___________． 三、计算题 1、一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，沿图示直线过程变到 另一状态B，又经过等容、等压两过程回到状态A． (1) 求A→B，B→C，C→A各过程中系统对外所作的功W，内能的增量 ΔE以及所吸收的热量Q． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量 (过程吸热的代数和)． 2、0.02 kg的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．若在升温过程 中，(1) 体积保持不变；(2) 压强保持不变；(3) 不与外界交换热量；试 分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功．(普适 气体常量R =8.31 )
答案
一、 选择题 BDDC 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) 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： p1V1=(M1 / Mmol)RT1 ， p2V2=(M2 / Mmol)RT2 ． 由p1= p2得：V1 / V2= (M1 / M2)(T1 / T2) ． 开始时V1= V2，则有M1 / M2= T2/ T1＝293/ 273． 当温度改变为＝278 K，＝303 K时，两边体积比为 ＝0.9847 <1． 即． 可见水银滴将向左边移动少许．
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nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，而分子的平均平动动能之比为∶∶＝ 1∶2∶4，则它们的压强之比∶∶＝__________．
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 1、 选择题 BCCCB 2、 填空题 1、6.23×10 3 6.21×10 − 21 1.035×10 − 21 2、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 / Mmol=N / NA N=MNA / Mmol (2) J ＝ 400 K
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、 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 5 是EK=4.14×10 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NA＝6.02×1023 /mol，玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23 J·K −1 )
热学（三）热力学第一定律及应用 1、 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V1，膨胀到体积V2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. (A) 是A→B. (B)是A→C.
热学（四） 循环过程 热二律 专业 班级 学号 姓名 1、 选择题
1、一定量的某种理想气体起始温度为T，体积为V，该气体在 下面循环过程中经过三个平衡过程：(1) 绝热膨胀到体积为 2V，(2)等体变化使温度恢复为T，(3) 等温压缩到原来体积V， 则此整个循环过程中 (A) 气体向外界放热 (B) 气体对外界作正功 (C) 气体内能增加 (D) 气体内能减少 ［ ］