热学复习题答案.doc

热学复习题1.气体分子的速率分布函数, 是系统中速率附近单位速率区间的分子数占总分子数的百分比. ( R )2. 微观上,气体的温度表示每个分子的冷热程度. ( F )3. 气体的温度是分子平均平动动能的量度. ( R )一.选择题(每小题3分，共30分)1.一定量某理想气体所经历的循环过程是:从初态(V0 ,T0)开始,先经绝热膨胀使其体积增大1倍,再经等容升温回复到初态温度T0, 最后经等温过程使其体积回复为V0 , 则气体在此循环过程中（ A ）(A)对外作的净功为负值. (B) 对外作的净功为正值.(C) 内能增加了. (D) 从外界净吸收的热量为正值.2.如图所示，一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是： AB等压过程; AC等温过程; AD绝热过程 . 其中对外作功最少的过程为：（ C ）(A)是AB.(B)是AC.(C) 是AD.(D) 既是AB,也是A C ,两者一样多.3.两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 ） (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.4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：（ D ）(A) pV/m. (B) pV/(mT).(C) pV /(RT) . (D) pV/ (kT).f(v)vO(A)O(C)f(v)vf(v)vO(B)f(v)vO(D)5. 下图所列各图表示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线 （ B ）6.已知一定量的某种理想气体,在温度为T1与T2时分子最可几速率分别为vp1和vp2,分子速率分布函数的最大值分别为f(vp1)和f(vp2), 若T1T2 , 则（ B ）(A) vp1vp2 , f (vp1)f (vp2) .(B) vp1vp2 , f (vp1)f (vp2) .(C)vp1vp2 , f (vp1)f(vp2 ) .(D) vp1vp2 , f (vp1)f (vp2) .7. 若室内生起炉子后温度从15升高到27，而室内气压不变，则此时室内的气体分子数减少了 （ B ）(A) 5 (B) 4 (C) 9 (D) 21 8. 已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法正确的是 （ D ）(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9.设1 mol理想气体，从同一初始平衡态出发，进行可逆的等压过程或等体过程在温熵图中，对于相同的温度 （ B ） (A) 等压过程曲线的斜率大于等体过程曲线的斜率 (B) 等压过程曲线的斜率小于等体过程曲线的斜率 (C) 两种过程曲线的斜率相等 (D) 两种过程曲线的斜率孰大孰小取决于温度的值10. 在密闭容器中，若将理想气体分子的平均速度提高为原来的两倍，则（ D ）(A)温度和压强都提高为原来的2倍； (B) 温度变为原来的2倍，而压强变为原来的4倍； (C) 温度变为原来的4倍，而压强变为原来的2倍； (D) 温度和压强都提高为原来的4倍.11. 在一定的温度下，理想气体分子速率分布函数是一定的。但当气体的温度降低时C (A)最概然速率变小，而不变； (B) 最概然速率和都变小；(C) 最概然速率变小，而变大； (D) 最概然速率不变，而变大；.12. 一瓶氮气N2和一瓶氦气He都处于平衡态，且他们的密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们C (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.13. 一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均自由程的变化情况是A (A)不变； (B)变小； (C)变大； (D)说不清楚；.14. 一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度升高时，分子的平均碰撞频率和平均自由程将（A）(A) 增大，不变 (B) 不变，增大 (C) 和都增大 (D) 和都不变15. 一定量的理想气体从体积V1膨胀到V2，经历的过程分别为等压、等温、和绝热过程，则其中吸热最多的过程是（B）(A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 绝热过程 (D) 三个过程吸收的热量相同二.填空题(每空2分，共30分).1. 若把牛顿环装置(都是用折射率为1.52的玻璃制成的) 由空气搬入折射率为1.33的水中,则反射光形成的干涉条纹中心点是 暗斑 .（填明斑或暗斑）2. 一定量刚性双原子分子的理想气体，当其体积为V、压强为p时，其内能E= 5pv/2 .长江大学试卷 学院 班级 姓名 序号 .密封.线.3.下图为氢气分子和氧气分子在相同温度下的麦克斯韦速率分布曲线则氧气分子的最概然速率为_300 _m/s，氢分子的最概然速率为_ 1200 _m/s4.一定量刚性多原子分子的理想气体，当其体积为V、压强为p时，其内能E= 3pv .5一容器内盛有密度为的单原子理想气体，其压强为p，此气体分子的方均根速率为_(3p / r)1/2_；单位体积内气体的内能是_3p / 2_6一容器被一隔板分隔成两部分，两部分气体的压强分别为和，而温度都是，摩尔质量都是，隔板上开有一面积为的小孔，若小孔是如此之小，以致于分子从小孔射出或射入对气体平衡态的扰动都可以忽略，则每秒通过小孔的气体质量为_.（对于单位体积内的分子数为的气体，假设单位时间碰撞到单位面积器壁上的分子数为，其中为分子的平均速率）7.设气体分子服从麦克斯韦速率分布律，代表平均速率，代表最概然速率，那么，速率在到范围内的分子数占分子总数的百分率随气体的温度升高而_保持不变_(增加、降低或保持不变) 麦克斯韦速率分布律为：，其中:为气体分子质量，为玻尔兹曼常量，为热力学温度，为分子速率.8.在相同的升温范围（由T1加热至T2）内，理想气体的可逆等压加热过程中熵的增加值是可逆等体加热过程中熵的增加值的_倍.三.计算题(每小题10分，共40分)1. 温度为77、压强为1 atm的2 mol刚性双原子分子理想气体，(1)经等压过程体积膨胀至原来的3倍，计算这个过程中气体对外所作的功 (2) 假若气体经等温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？(普适气体常量R ，ln 3=1.0986)解：(1) 等压过程气体对外作功为 =228.31350 J 1.16104 J (2) 等温过程气体对外作功为 =28.313501.0986 J = 6.4103 J 2某理想气体作如图（温熵图）所示的循环，求该循环的效率解：3. 1 mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中12为直线，23为绝热线，31为等温线已知，试求： (1) 各过程的功，内能增量和传递的热量；(用和已知常量表示) (2) 此循环的效率 (注：循环效率=W/Q1，W为整个循环过程中气体对外所作净功，Q1为循环过程中气体吸收的热量) 解：12 任意过程 23 绝热膨胀过程 Q2 = 0 31 等温压缩过程 E3= 0 W3 =RT1ln(V3/V1)=RT1ln(8V1/V1)=2.08 RT1 Q3 =W3 =2.08RT1 (2) =1|Q3 |/ Q1 =12.08RT1/(3RT1)=30.7%