大学物理热学题库
热学期末考试题库及答案
热学期末考试题库及答案一、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 = H - TS答案：A2. 在理想气体的等压过程中，温度与体积的关系是：A. T ∝ VB. T ∝ 1/VC. T ∝ V^2D. T ∝ 1/V^2答案：A二、填空题3. 理想气体的内能只与______有关。
答案：温度4. 根据热力学第二定律，不可能制造一种循环动作的热机，从单一热源吸热全部用来做功而不引起其他变化。
这种热机被称为______。
答案：永动机三、简答题5. 解释什么是熵，并简述熵增原理。
答案：熵是热力学中表征系统无序程度的物理量。
熵增原理表明，在孤立系统中，自发过程总是向着熵增加的方向进行，直到达到平衡状态。
6. 描述什么是热机效率，并给出其表达式。
答案：热机效率是指热机在将热能转化为机械能的过程中，输出的机械功与输入的热能之比。
其表达式为：η = W/Q_in。
四、计算题7. 一个理想气体从状态A(P1, V1, T1)经历一个等容过程到达状态B(P2, V2, T2)。
已知P1 = 2 atm，V1 = 2 L，T1 = 300 K，求状态B 的体积V2。
答案：首先，根据理想气体状态方程 PV = nRT，可以得到P1V1/T1 = P2V2/T2。
由于是等容过程，体积V不变，所以V2 = V1 = 2 L。
8. 一个绝热容器内装有理想气体，初始温度为T0，经过一个绝热膨胀过程，气体温度变为T。
求气体的最终体积Vf，已知初始体积V0 = 1 m³，初始温度T0 = 300 K，最终温度T = 600 K。
答案：绝热过程中，根据热力学第一定律，Q = 0，W = ΔU。
对于理想气体，ΔU = nCvΔT。
由于是绝热过程，W = -PdV = nCv(T -T0)。
根据理想气体状态方程，PV/T = constant，可以得到Vf/V0 = T/T0。
大学物理复习题(热学)
E
0
V
（10）、设有下列过程 10）、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。（设无摩擦） 用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体。（设无摩擦） 。（设无摩擦 用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。 （2）用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升。 冰溶解为水。 （3）冰溶解为水。 一个不受空气阻力及其摩擦力作用的单摆的摆动。 （4）一个不受空气阻力及其摩擦力作用的单摆的摆动。 其中是可逆过程的是： 其中是可逆过程的是： ）（1）、（2）、（3）、（4 （A）（1）、（2）、（3）、（4） ）（1）、（2）、（3 （B）（1）、（2）、（3） ）（1）、（3）、（4 （C）（1）、（3）、（4） ）（1）、（4 （D）（1）、（4） （D）
12、如图，一定量的理想气体，由平衡态A 12、如图，一定量的理想气体，由平衡态A变到平衡 的理想气体 ),则无论经过什么过程 则无论经过什么过程， 状态B 状态B（PA=PB),则无论经过什么过程，系统必然 对外做正功；（ ；（B （A）对外做正功；（B）内能增加 从外界吸热；（ ；（D 向外界放热。 （C）从外界吸热；（D）向外界放热。 [B]
[ C ]
(C)
N N H2 < O2 N N
f(v)
O2 H2
v
7、理想气体绝热地向真空自由膨胀，体 积增大为原来的两倍，则始、末两态 理想气体绝热地向真空自由膨胀， 积增大为原来的两倍，则始、 的温度Ｔ 和始、末两态气体分子的平均自由程λ 的温度Ｔ１与Ｔ２和始、末两态气体分子的平均自由程λ1 、λ2的关系为
30m/s的速度区间内 的速度区间内， 6、温度为T时，在方均根速度为 v2＋30m/s的速度区间内， 温度为T 则有： H2和O2两种气体分子数占总分子数的百分比相比较 ，则有：
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度旳热量亦应是Q。设该处温度随半径旳变化率为 dT / dr，由
热传导方程可知
Q k dT 2r
dr
积分得： T Q ln r C
2k
C为积分常数
r R1时， T T1
r R2时， T T2
T1
Q
2k
ln
R1
C
T2
Q
2k
ln
R2
C
解得：
Q
2k(T1
T2
)
/
ln
R2 R1
C
T1
(T2
( p p0 )V vRT0
p p0
x过程
状态方程为 pV vRT
x过程旳过程方程为
V
vR (T p0
T0 )
T0 等温过程
p0
对x过程，设想一微小变化：温度变化dT，体积变化dV，则
V
由过程方程有 dV vR dT
dQ pdV 3 vRdT p0 2
dQ vR( p 3)
dT
p0 25ຫໍສະໝຸດ 2p(V2V1 )
E1 3 E2 5
15.摩尔质量为 、摩尔数为 旳单原子理想气体进行了一次
x过程，在p-V图上过程曲线向下平移p0后，恰好与温度为T0旳 等温曲线重叠，则x过程旳过程方程(V-T关系式)为________， x过程旳比热c与压强p旳关系为c=________。
解：x过程曲线向下平移p0后，恰好与温 度为T0旳等温曲线重叠，由此可给出
A=0，由热一律E 0，所以内 A
B
能应保持不变。
C
14.摩尔数相同旳两种理想气体，第一种由单原子分子构成， 第二种由双原子分子构成，现两种气体从同一初态出发，经 历一准静态等压过程，体积膨胀到原来旳两倍(假定气体旳温 度在室温附近)。在两种气体经历旳过程中，外界对气体作旳
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。
大学物理热学习题附答案
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 x32=v(B)m kT x3312=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 kTπ8=x v(B)m kTπ831=x v(C)m kTπ38=x v(D) =x v0［］3．4014：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4．4022：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V1/V2=1/2，则其内能之比E1/E2为：(A)3/10(B)1/2(C)5/6(D)5/35．4023：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)06．4058：两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7．4013：一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8．4012：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。
大学物理热学测试习题
方法 1: 由理想气体状态方程
PV m RT M
有
m PM 1.01 10 5 2 10 3 8.110 2 kg m-3
V RT
8.31 300
方法 2: n M 2.44 1025 2 103 8.1102 kg m-3
等压过程： A pV
V 恒量 T
Q
m M
Cp (T2
T1)
m M
i
2 T 2
[A ]
6.两个容器中分别装有氮气和水蒸气，它们的温度相 同，则下列各量中相同的量是[ ]
（A）分子平均动能 （B）分子平均速率 （C）分子平均平动动能 （D）最概然速率。
[C]
[C]
8.对于理想气体系统来说,在下列过程中，哪个过程中系
，另一部分用来对外界做功。
放出
0.5 104 J
987J
1.013103 J
1 2
( P1
P2 )(V2
V1 )
20%
• 10.理想气体__等温__过程中，系统吸收的 热量也可以用p—V图上的面积表示。
• 11. 如果氢气和氦气的温度相同，则它们的 分子平均动能_不等__(填相等或不等)，分 子的平均平动动能_相等_ (填相等或不等)。
(A)S1 > S2 .(B) S1 = S2 . (C) S1 < S2 .(D) 无法确定.
p-V线下的面积表示做功的大小。绝热过程
Q E A 0, A E m i RT M2
[B ]
5.摩尔数相同的两种理想气体，一种是氦气，
一种是氢气，都从相同的初态开始经等压膨胀为 原来体积的2倍，则两种气体 [ ] (A) 对外做功相同，吸收的热量不同. (B) 对外做功不同，吸收的热量相同. (C) 对外做功和吸收的热量都不同. (D) 对外做功和吸收的热量都相同.
(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。
大学物理热学试题试题库及答案
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．［]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。
大学物理题库-热力学
大学物理题库-热力学热力学选择题1、在气缸中装有一定质量的理想气体，下面说法正确的是：（）（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）以上说法都不对。
（3分）答案：D2、理想气体在下述过程中吸收热量的是（）（A）等容降压过程（B）等压压缩过程（C）绝热膨胀过程（D）等温膨胀过程（3分）答案：D3、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小分别为S1和S2，二者的关系是（）（A）S1S2（B）S1S2（C）S1=S2（D）不能确定（3分）答案：CPS1S2V4、有两个可逆的卡诺循环，ABCDA和A二者循环线包围的面积相等，如图所示。
1B1C1D1A1，设循环ABCDA的热效率为η，每次循环从高温热源吸收热量Q，循环A1B1C1D1A1的热效率为，每次循环从高温热源吸收热量Q1，则（）（A）1,QQ1（B）1,QQ1（C）1,QQ1（D）1,QQ1（3分）PAA1B1BDD1C1C答案：BV5、一定量的理想气体，分别经历如图所示的abc过程（图中虚线ac为等温线）和def过程（图中虚线df为绝热线）。
试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。
（C）abc过程和def过程都吸热。
（B）abc过程放热def过程吸热（D）abc过程和def过程都放热。
PaPdbcVefV（3分）答案：A6、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、内能的增量和对外做得功三者均为负值？()（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。
（3分）答案：D7、关于可逆过程，下列说法正确的是（）（A）可逆过程就是可以反向进行的过程。
（B）凡是可以反向进行的过程均为可逆过程。
（C）可逆过程一定是准静态过程。
（D）准静态过程一定是可逆过程。
（3分）答案：C8、下面正确的表述是（）(A)功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。
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?。
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。
大学热学试题及答案解析
大学热学试题及答案解析一、选择题1. 热力学第一定律表明，能量守恒定律在热现象中同样适用，其数学表达式为：A. △U = Q + WB. △U = Q - WC. △U = Q + PD. △U = Q - P答案：B解析：热力学第一定律，也称为能量守恒定律，表示系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。
因此，正确的表达式是△U = Q - W。
2. 理想气体状态方程为：A. PV = nRTB. PV = mRTC. PV = nMRTD. PV = mMRT答案：A解析：理想气体状态方程描述了理想气体在一定温度和压力下体积和物质的量之间的关系。
其中，P表示压力，V表示体积，n表示物质的摩尔数，R表示理想气体常数，T表示温度。
二、填空题1. 热传导的三种基本方式是：______、______和______。
答案：导热、对流、辐射解析：热传导的三种基本方式分别是导热、对流和辐射。
导热是指热量通过物质内部分子振动传递；对流是指热量通过流体的宏观运动传递；辐射是指热量通过电磁波传递。
2. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响，这被称为______。
答案：开尔文-普朗克表述解析：热力学第二定律有多种表述方式，其中开尔文-普朗克表述指出，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
三、简答题1. 简述热力学第三定律。
答案：热力学第三定律指出，当系统的温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数。
解析：热力学第三定律是关于低温物理和熵的一个定律。
它表明，绝对零度是无法达到的，因为当系统温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋近于一个常数，而不是零。
2. 解释为什么说热机的效率不可能达到100%。
答案：热机的效率不可能达到100%，因为根据热力学第二定律，不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
解析：热机是将热能转化为机械能的设备。
由于热力学第二定律的限制，热机在工作过程中不可避免地会有能量损失，如热量散失、摩擦等，因此其效率不可能达到100%。
大学物理热学复习题
面积上的分子数是
(其中 n 为分子数密度)，计算 1 秒钟内氧分子与箱子（注：共
六面）碰撞的次数 N= 1.9×1028 s-1.
3. 在无外力场作用的条件下，处于平衡态的气体分子按速度分布的规律，可用 麦克 斯韦 分布律来描述．如果气体处于外力场中，气体分子在空间的分布规律，可用 玻尔兹曼 分布律来描述．
解： 依题意，狄塞尔循环由两个绝热过程
P
A→B，C→D 和等压吸热过程 B→C 及等体
放热过程 D→A 组成，即该工作循环中，
工作物质吸收的热量为
Q1=Cp(Tc 一 TB)， (2 分)
放出的热量为
Q´2=Cv(TD 一 TA)， (2 分)
0
那么，由循环效率的定义得，该循环的效率为
Q1
B
C
V2 V3
Q < Q ab． (填入：>，<或=) 9. 1 mol 理想气体在气缸中进行无限缓慢的膨胀，其体积由 V1 变到 V2．
(1) 当气缸处于绝热情况下时，理想气体熵的增量 ΔS= 0 . (2) 当气缸处于等温情况下时，理想气体熵的增量 ΔS= Rln(V2/V1) . 10. 真实理想气体占据三维空间区域，每个分子都在作三维运动。设想一种被约束在二 维空间区域内的理想气体，其中每个分子都在作二维运动。分子质量记为 ，此种气 体处于温度为 T 的热平衡态时，分子的速度分布函数为 =
(1) 如果气体的膨胀过程为 a-1-b，则气体 对外做功 W= S1+ S2 ；
(2) 如果气体进行 a-2-b-1-a 的循环过程， 则它对外做功 W= - S1 . 6. 常温常压下，一定量的某种理想气体（其分子可视为刚性分子，自由度为 i），在等 压过程中吸热为 ，对外作功为 ，内能增加为 ，则
《大学物理学》热力学基础练习题
《大学物理学》热力学基础练习题《大学物理学》热力学基础一、选择题13-1．如图所示，bcab 1a 和b 2a 功与吸收热量的情况是( )（A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功；（C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功；（D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 过程吸热、作正功。
【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不吸热也不放热，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+∆知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B 状态A 和状态B 过程，气体必然 ( )（A ）对外作正功；（B ）内能增加； （C ）从外界吸热；（D ）向外界放热。
【提示：由于A B T T <，必有A B E E <；而功、热量是 过程量，与过程有关】13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( ) （A ）6J ； （B ）3J ； （C ）5J ； （D ）10J 。
【提示：等体过程不做功，有Q E =∆，而2mol M iE R T M ∆=∆，所以需传5J 】13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循）A （）B （）【提示：(A) 绝热线应该比等温线陡，（B ）和（C ）两条绝热线不能相交】13-5．一台工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2000J ，则对外做功（ ） （A ）2000J ； （B ）1000J ； （C ）4000J ； （D ）500J。
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7-2 在1g氦气中加进了1J的热量，若氦 气压强并无变化，它的初始温度为200K， 求它的温度升高多少？
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解:
Q = M Cp ( T2 T1 ) Mmol Q Mmol T2 = + T1 M Cp 4× 1 = + 200 = 200.19K 1×5×4.19
Δ T = ( T2 T1 ) = 0.19K
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解：(1)
5 Δ E 1 = CV Δ T = × 8.31×60 = 1246 J 2 A = A 2= RT ln V V0 = 8.31×353×ln2 = 2033 J Q = Q 1+ Q 2 =Δ E 1 + A 2
=1246+2033=3279J
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(2) A = A 1= RT 0 ln V V0 = 8.31×293×ln2 = 1678 J Δ E 2 = CV Δ T 5 (3) = 2 × 8.31×60 p = 1246 J (1) Q = Q 1+ Q 2 =Δ E 2 + A 1 (2)
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解：
i M ΔE= ΔT R Mmol 2 1000 5 = 32 × 2× 8.31×50
= 3.25×104J
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7-6 将500J的热量传给标准状态下2mol 的氢。 (1) 若体积不变，问这热量变为什么？氢的温 度变为多少？ (2) 若温度不变，问这热量变为什么？氢的压 强及体积各变为多少？ (3) 若压强不变，问这热量变为什么？氢的温 度及体积各变为多少？
i=5
为双原子分子N2
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7-13 (1)有一10-6m3的373K的纯水，在 1.013×105Pa的压强下加热，变成1.671 ×10-3m3的同温度的水蒸气。水的汽化热为 2.26×106 J/kg。问水变汽后，内能改变多 少？ (2)在标准状态下10-6kg的373K的冰化 为同温度的水，试问内能改变多少？标准状 态下水的比体积各为10-3m3/kg与1.1×10-3 m3 /kg。冰的溶解热为3.34×105 J/kg。
v2 1 5 = 2 = 1.26 v1 v2 1 3 = 2 = 1.15 v1
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7-12 高压容器中含有未知气体，可能是 N2或A。在298K时取出试样，从5×10-3m3 绝热膨胀到6×10-3m3，温度降到277K。试 判断容器中是什么气体？
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解：
T1=298K
T2=277K
5 = 2 (0.5×105× 4.1×10-3 - 1×105×2.3×10-3)
=-62.5J
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(3)
p1V1 p2 V2 A= n 1
1 ×105× 2.3×10-3 - 0.5×105×4.1×10-3 3; A =125-62.5=62.5J
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7-4 2mol 的氮气，在温度为300K、压 强为1.0×105Pa时，等温地压缩到2.0×105 Pa。求气体放出的热量。
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解：
p2 M ln p Q T = AT = R T Mmol 1 = 2×8.31×300 ln2
3
= 3.4×10 J
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7-5 质量为1g的氧气，其温度由300K 升高到350K。若温度升高是在下列3种不同 情况下发生的： (1) 体积不变，(2) 压强不变 (3)绝热。问其内能改变各为多少？
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i M Q 解：(1) =Δ E = RΔ T = 2 CVΔ T Mmol 2 ΔT =
500 = 12K = 2 CV 5 2× 2× 8.31 T =T0 +Δ T = 120C
Q
(2)
Q T = A T = M RT0 ln V 2 V1 Mmol
QT V2 500 ln V = = = 0.11 M 1 2 ×8.31×273 RT0 Mmol
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解：(1)对于多方过程： p 1V1 = p 2V2
n n
4.1 n 1 n = ( 2.3 ) =1.78 0.5
∴
p 1 V2 n ( ) = p 2 V1
ln2=n ln1.78
n =1.2 i M i (2) E 2 E 1 = M 2 R ( T2 T1 ) = ( p2V2 p1 V1) mol 2
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解：(1)
A = pΔV
=1.013×105(1671-1)10-6 =1.69×102J
Q =2.26×106 ×10-3 ×1
=2.26×103J ΔE =Q A = 2.26×103 1.69×102 =2.09×103J
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(2)
A = pΔV
=1.01×105 (
11 1 10 )×10-6 -2J 1.01 × 10 =
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解(1) Q =Δ E =CVΔ T 3 8.31 ( × 350 300 )= 623J = × 2 A =0 3 (2) Δ E = ×8.31× (350 300 ) = 623J 2 A = pΔ V =RΔ T = 8.31× 50 = 416J
Q =Δ E + A = 623 + 416 = 1019J
Q = 3.34×105×10-3×1
=3.34×102J ΔE = Q A = 3.34×102 ( 1.01×10-2) =3.34×102J
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7-14 在室温下270C下一定量理想气体 氧的体积为2.3×10-3m3,压强为1.0×105Pa， 经过一多方过程后，体积变为4.1×10-3m3, 压强变为0.5×105Pa。求：(1)多方指数n; (2)内能的改变；(3)吸收的热量；(4)氧膨胀 时对外所作的功。已知氧的CV =5R/2。
1.0×106
Pa
3 0.001m V 0=
p = 2.0×106 Pa
V = 0.00316m3
γ = 1.4 代入，得：
A = 920J
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7-10 在一个密闭的抽空汽缸中, 有个劲 度系数为 k 的弹簧 , 下面吊着一个质量不计 且没有摩擦的滑动活塞，如图所示 。弹簧下 活塞的平衡位置位于汽缸的底部 。当活塞下 面的空间引进一定量的摩尔定体热容为CV 的 理想气体时，活塞上升到高度 h，如图所示。 弹簧作用在活塞上的力正比于 活塞的位移。如果该气体从原 来的温度 T升高到T1，并吸热 Q。问活塞所在的高度 h′等 h 于多少？
=1246+2033
=3279J
V
0
2V
0
V
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7-9 理想气体作绝热膨胀，由初态(p0,V0) 至末态(p,V)。试证明 (1)在此过程中其他所作的功为； p0V0-pV A= γ -1
(2)设p0=1.0×106Pa, V0=0.001 m3, p =2.0×105Pa, V =0.00316m3, 气体的γ=1.4,试计算气体作作的功。
(2)
pV = R T T 1= C RV1 V2 > V1
C T 2= RV2
T2 <T1
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7-8 1mol氢，在压强为1.0×105Pa，温 度为200C时，其体积为V0，今使它经以下两 种过程达同一状态： (1)先保持体积不变，加热使其温度升高到 800C，然后令它作等温膨胀，体积变为原体 积的2倍； (2)先使它作等温膨胀至原体积的2倍，然 后保持体积不变，加热到800C。 试分别计算以上两种过程中吸收的热量， 气体对外作的功和内能的增量；并作p~V图。
V1=5×10-3 m3
V2=6×10-3 m3
1
由绝热方程： γ 1 γ T1 V1 = T2 V2
T1 ( V2 γ ) = T2 V1
1
1
-3 γ 6 × 10 298 ( ) = -3 277 5×10
γ 1.076=(1.2)
1
ln1.076=(γ -1)ln1.2
(γ -1)=0.4
γ =1.4
化简后得： 2 M ′ 2Q 2 CV ( T1 T ) + k h = k h Mmol
2
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2 2 M ′ 2Q 2 CV ( T1 T ) + k h = k h Mmol 2 2 2Q 2M ′ CV ( T1 T ) + h = h k kMmol
h M 将 代入上式，得： = Mmol k RT
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7-3 压强为1.0×105Pa，体积为0.0082 m3的氮气，从初始温度300K加热到400K， 加热时(1) 体积不变，(2) 压强不变，问各需 热量多少？哪一个过程所需热量大？为什么？
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5 p 1 V 1 × 0.082 × 10 M 解： = = = 8.31×300 Mmol RT 3 QV = M CV ( T2 T1 ) Mmol 1 5 = 3 × 2× 8.31(400 300) = 692J M Qp = Cp ( T2 T1 ) Mmol 1 7 = 3 × 2× 8.31(400 300) = 970J Cp > CV 两过程内能变化相等，等等压过 程需对外作功，所以需要吸收更多的热量。
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M Q (3) p = CpΔ T Mmol Qp 500 ΔT= 8.6K = = 7 M Cp 2× × 8.31 2 Mmol T =T0 +Δ T = 8.60C pΔ V = M RΔ T Mmol Δ M R T Δ V2 = V1 + V = V1 + Mmol p 2 ×0.082×8.6 41.8 = 46.2(升) + = 1 = 0.046m3
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QT V2 500 ln V = = = 0.11 M 1 2 ×8.31×273 R T Mmol 0