大学物理热学题库及答案.pdf

大学物理热学一、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 1，它产生的压强为0,B种气体的分子数密度为C种气体的分子数密度为3m，则混合气体的压强夕为(A)3Pl.(B)4Pl.(C)5Pl.(D)6Pl.2、若理想气体的体积为匕压强为P，温度为7,一个分子的质量为孙攵为玻尔兹曼常量，R为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：(A)pVI m.(B)pVI(k T).(C)pV/(RT).(D)pV/(mT).3、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.4、在标准状态下，任何理想气体在In?中含有的分子数都等于(A)6.02X 1023.(B)6.02X 1021.(C)2.69X 1025.(D)2.69X 1023.(玻尔兹曼常量左=1.38X 10-23 j.k-1)5、一定量某理想气体按夕产=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.)升高还是降低，不能确定.6、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氮气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为0 和夕2，则两者的大小关系是：(A)0P2.(B)P1P2.(C)P1=P2.(D)不确定的.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.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.1大学物理热学9、温度、压强相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能/和平均平动动能丁 有如下关系：(A)T和7都相等.(B)F相等，而万不相等.(C)港相等，而3不相等.(D)余和正都不相等.10、1 mol刚性双原子分子理想气体，当温度为7时，其内能为3 3(A)RT.(B)k T.2 25 5 r(C)RT.(D)k T.2 2(式中火为普适气体常量，左为玻尔兹曼常量)11、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，单位体积内的气体分子的总平动动能(E/Q，单位体积内的气体质量P，分别有 如下关系：(A)不同，(E/Q不同，P不同.(B)不同，(&/F)不同,夕相同.(C)相同,(欧/与相同，夕不同.(D)i相同,(Ed。相同，夕相同.12、有容积不同的力、3两个容器，/中装有单原子分子理想气体，3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/r)和(/丹8的 关系(A)为(/“(/%.(C)为(E/吟产(E/吟b.(D)不能确定.13、两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氨气(均视为刚性分子理想气体)，开始时它们的 压强和温度都相等，现将6 J热量传给氨气，使之升高到一定温度.若使氢气也升高同样温 度，则应向氢气传递热量(A)12 J.(B)10 J(C)6J.(D)5 J.14、压强为小 体积为/的氢气(视为刚性分子理想气体)的内能为：5 3(A)-pV.(B)-pV.2 2(C)pV.(D)-pV.215、下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？(式中M为气体的质量,机为气体分子质量，N为气体分子总数目，为气体分子数密度，M为阿伏加得 罗常量)/a、3加/c、3M(A)Pv (B)-Pv 2M 2A/mol(C)np7 (D)3M，n,，1 N ApV.2 2 A/2大学物理热学16、两容器内分别盛有氢气和氮气，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.17、一容器内装有M个单原子理想气体分子和*个刚性双原子理想气体分子，当该系统处 在温度为T的平衡态时，其内能为3 5(A)(M+M)(左穴一女7).2 2(B)-(Ni+N2)(-k T+-k T).2 2 23 5(C)Nl-k T+N2-k T.2 25 3 r(D)Ni-k T+N2-k T.1 2 218、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-z 9忆为(A)1.(B)1/2.(C)1/3.(D)1/4.19、设方代表气体分子运动的平均速率，匕代表气体分子运动的最概然速率，(J)s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)=v=vp(B)v=vp(C)v p v V (v2)1 2 20、已知一定量的某种理想气体，在温度为4与八时的分子最概然速率分别为%和42,分子速率分布函数的最大值分别为/(如)和/(为2).若方72,贝IJ一如)一为2).7(%)(c)各表示联接 在一起的两个循环过程，其中(c)图 是两个半径相等的圆构成的两个循 环过程，图(a)和(b)则为半径不等的 两个圆.那么：(A)图总净功为负.图(b)总净功为正.图总净功为零.(B)图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图总净功为正.(C)图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图总净功为零.(D)图(a)总净功为正.图(b)总净功为正.图总净功为负.36、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)、(2)、(3).(B)、(4).(C)(2)、(4).(D)、(4).37、如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀 时，气体所经历的过程(A)是平衡过程，它能用 图上的一条曲线表示.(B)不是平衡过程，但它能用 图上的一条曲线表示.(C)不是平衡过程，它不能用 图上的一条曲线表示.(D)是平衡过程，但它不能用p-V图上的一条曲线表 示.38、在下列各种说法(1)平衡过程就是无摩擦力作用的过程.(2)平衡过程一定是可逆过程.(3)平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接.(4)平衡过程在夕一/图上可用一连续曲线表示.中，哪些是正确的？6大学物理热学(A)、(2).(B)、(4).(C)、(4).(D)、(3)、(4).39、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)、Q)、(4)(B)、(3)(C)、(4)(D)、).40、在下列说法(1)可逆过程一定是平衡过程.(2)平衡过程一定是可逆的.(3)不可逆过程一定是非平衡过程.(4)非平衡过程一定是不可逆的.中，哪些是正确的？(A)、(4).(B)(2)、(3).(C)、(3)、(4).(D)、(3).41、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.(D)后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态.42、气体在状态变化过程中，可以保持体积不变或保持压强不变，这两种过程(A)一定都是平衡过程.(B)不一定是平衡过程.(C)前者是平衡过程，后者不是平衡过程.(D)后者是平衡过程，前者不是平衡过程.7大学物理热学43、如图所示，一定量理想气体从体积匕，膨胀到体积 力分别经历的过程是：等压过程，/一C等温过程；A 一。绝热过程，其中吸热量最多的过程(A)是 Z-8(B)是/-C(C)是 Z-D(D)既是4-3也是Z-C,两过程吸热一样多。44、质量一定的理想气体，从相同状态出发，分别经历等温过程、等压过程和绝热过程,使其体积增加一倍.那么气体温度的改变(绝对值)在(A)绝热过程中最大，等压过程中最小.(B)绝热过程中最大，等温过程中最小.(C)等压过程中最大，绝热过程中最小.(D)等压过程中最大，等温过程中最小.45、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.146、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.)z lz|7 A B c D z(/|z(z(47、理想气体经历如图所示的abc平衡过程，则该系统对外作功%从外界吸收的热量0和内能的增量aE的正负情况如下：0,Q0,力0,0o,W0.0,0o,JV0.,0,。0,力 p/图上的一点代表；pV图上任意一条曲线表小_107、如图所示，已知图中画不同斜线的两部分的面积分 别为S和S?,那么(1)如果气体的膨胀过程为a1b,则气体对外做功W=；(2)如果气体进行a2b1a的循环过程，则它对外做功W=,108、设在某一过程中，系统由状态/变为状态3,如果_,则该过程称为可逆过程；如果_则该过程称为不可逆过 程.109、处于平衡态力的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态&将从外界吸收热量416 J,若经准静态等压过程变到与平衡态8有相同温度的平 衡态C,将从外界吸收热量582 J,所以，从平衡态/变到平衡态。的准静态等 压过程中气体对外界所作的功为.110、不规则地搅拌盛于绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作16大学物理热学系统，则:(1)外界传给系统的热量 零；(2)外界对系统作的功 零；(3)系统的内能的增量 零；(填大于、等于、小于)11k要使一热力学系统的内能增加，可以通过两种方式，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.112、某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|用|,又经绝热膨胀 返回原来体积时气体对外作功|啊，则整个过程中气体(1)从外界吸收的热量Q=(2)内能增加了 AE=_113、如图所示，一定量的理想气体经历ai-c过程，在此过程中气体从外界吸收热量 0小Q,系统内能变化总,请在以下空格内填上0或0或=0：b114、同一种理想气体的定压摩尔热容g大于定体摩尔热容，其原因是17大学物理热学115、一定量的理想气体，从状态/出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积力膨胀到体积%,试示意地画出 这三种过程的pP图曲线.在上述三种过程中：(1)气体的内能增加的是 过程；(3)气体的内能减少的是 过程116、一定量的理想气体，从一忆图上状态/出发，分别 经历等压、等温、绝热三种过程由体积匕膨胀到体积%,试 画出这三种过程的LP图曲线.在上述三种过程中：(1)气体对外作功最大的是 过程；(3)气体吸热最多的是 过程.117、在大气中有一绝热气缸，其中装有一定量的理想气体,然后用电炉徐徐供热(如图所示)，使活塞(无摩擦地)缓慢上 升.在此过程中，以下物理量将如何变化？(选用“变大”、“变 小”、“不变”填空)(1)气体压强;(3)气体分子平均动能;(3)气体内能118、一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由力膨胀到2匕，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.119、将热量。传给一定量的理想气体,(1)若气体的体积不变，则热量用于(2)若气体的温度不变，则热量用于(3)若气体的压强不变，则热量用于120、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1一2中，气体.(2)过程23中，气体18大学物理热学（4）过程3 1中，气体.12R 3 moi的理想气体开始时处在压强pi=6 atm、温度/=500 K的平衡态.经过一 个等温过程，压强变为02=3 atm.该气体在此等温过程中吸收的热量为0=J.（普适气体常量R=8.31 J-mol-，-K-，）122、压强、体积和温度都相同的氢气和氯气（均视为刚性分子的理想气体），它们的质量之比为w:22=，它们的内能之比为1:E尸,如果它们分别 在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为Wx:%=.（各量下角标1表示氢气，2表示氮气）123、刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为W,则传递给气体的热 量为.124、已知1 mol的某种理想气体（其分子可视为刚性分子），在等压过程中温度上升1K,内能增加了 20.78 J,则气体对外作功为,气体吸收热量为.（普适气体常量R=8.31 J-mol-1-K）125、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/）,在等 压过程中吸热为。，对外作功为跖 内能增加为aE,则W!Q=.aE/Q=,126、1 mol的单原子理想气体，从状态I（pi,匕）变化至状态II3M），如图所示，则此过程气体对外作的功为_，吸收的热量为_127、一定量理想气体，从/状态（20，片）经历如图所示 的直线过程变到4状态（20，匕），则过程中系统作功/=；内能改变=19大学物理热学128、有1 mol刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功W,则其温度变化AT=；从外界吸取的热量QP=129、2 moi单原子分子理想气体，从平衡态1经一等体过程后达到平衡态2,温度从200 K上升到500 K,若该过程为平衡过程，气体吸收的热量为；若为不平衡过程，气体吸收的热量为.130,一气缸内贮有10 mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功 209J,气体升温1 K,此过程中气体内能增量为 ,外界传给气体的热量为.(普适气体常量7?=8.31 J/mol-K)131、如图所示，理想气体从状态A出发经48CD4循环过程，回到初态/点，则循环过 2pm)程中气体净吸的热量为Q=132、一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为，它 逆向运转时便成为一台致冷机，T该致冷机的致冷系数卬=一，则与W的关系为 T,-T,133、气体经历如图所示的一个循环过程，在这个循p(N/m)环中，外界传给气体的净热量是134、如图，温度为公，2 To,3 To三条等温线与两条绝热线围成 三个卡诺循环：(l)abcda,(2)dc efd,(3)abefa,其效率分别为135、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 20大学物理热学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.136、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=.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29X10-3 kg/moL普适气体常量尺=8.31 J.mol-，-K-1)137、可逆卡诺热机可以逆向运转.逆向循环时，从低温热源吸热晌高温热源放热，而且 吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量和从高温热源吸的热量.设高 温热源的温度为r,=450 K,低温热源的温度为T2=300 K,卡诺热机逆向循环时从低温热源 吸热02=400 J,则该卡诺热机逆向循环一次外界必须作功W=.138、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27,热机效率为40%,其高温热源温度为 K.今欲将该热机效率提高到50%,若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加 K.139、在一个孤立系统内，一切实际过程都向着 的方向进行.这就是热力学第二定律的统计意义.从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都 是.140、从统计的意义来解释，不可逆过程实质上是一个的转变过程，一切实际过程都向着_的方向进行.三、计算题：(每题10分)、容积V=n?的容器内混有Ni=L0X1()25个氢气分子和电=4.0义1()25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.(普适气体常量火=8.31 J mol K-1)142、许多星球的温度达到108 K.在这温度下原子已经不存在了，而氢核(质子)是存在的.若 把氢核视为理想气体，求：(1)氢核的方均根速率是多少？(2)氢核的平均平动动能是多少电子伏特？21大学物理热学（普适气体常量R=8.31 J mo KT,1 eV=1.6X10T9 J,玻尔兹曼常量左=1.38义 ION j k-i）143、如图所示，一个四周用绝热材料制成的气缸，中 间有一用导热材料制成的固定隔板。把气缸分成Z、3两部 分是一绝热的活塞中盛有1 mol氯气,8中盛有1 mol 氮气(均视为刚性分子的理想气体).今外界缓慢地移动活塞 D,压缩力部分的气体，对气体作功为忆试求在此过程中 8部分气体内能的变化.C.I771144、如图所示，。是固定的绝热隔板，。是可动活塞，。、。将容 器分成/、8两部分.开始时/、8两室中各装入同种类的理想气体，它 们的温度人体积人压强夕均相同，并与大气压强相平衡.现对4 B 两部分气体缓慢地加热，当对/和3给予相等的热量。以后，4室中气 体的温度升高度数与B室中气体的温度升高度数之比为7:5.(1)求该气体的定体摩尔热容和定压摩尔热容。.(2)3室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功？145、将 1 mol理想气体等压加热，使其温度升高72 K,传给它的热量等于1.60X IO?j,求：(1)气体所作的功W-,(2)气体内能的增量；(3)比热容比外（普适气体常量R=8.31 J-mol K-，）(4)此过程的摩尔热容.(摩尔热容。=aQ/aT,其中a。表示1 mol物质在过程中升高温度aT时所吸收的热量.)147 定量的单原子分子理想气体，从/态出发经等 压过程膨胀到3态，又经绝热过程膨胀到。态，如图所示.试 求这全过程中气体对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量.22大学物理热学148、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“=latm,体积力=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)在夕一P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=1.013X1()5 Pa)(4)试求在整个过程中气体所作的功.149、汽缸内有2 moi氮气，初始温度为27,体积为20 M升)，先将氮气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至回复初温为止.把氮气视为理想气体.试求：(1)在夕一/图上大致画出气体的状态变化过程.(2)在这过程中氨气吸热多少？(3)氨气的内能变化多少？(4)氨气所作的总功是多少？(普适气体常量灭=8.31 J.mol-I.K-|)150、0.02 kg的氨气(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&=8.31 J.mol-，K-，)151 一定量的单原子分子理想气体，从初 态4出发，沿图示直线过程变到另一状态8,又 经过等容、等压两过程回到状态/.(1)求4-3,BY,各过程中系统对 外所作的功W,内能的增量以及所吸收的热 量(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).152、一卡诺循环的热机，高温热源温度是400 K.每一循环从此热源吸进100 J热量并向 一低温热源放出80 J热量.求：(1)低温热源温度；(2)这循环的热机效率.153、一卡诺热机(可逆的)，当高温热源的温度为127。、低温热源温度为27C时-，其每 次循环对外作净功8000 J.今维持低温热源的温度不变，提高高温热源温度，使其每次循环 对外作净功10000 J.若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间，试求：23大学物理热学(1)第二个循环的热机效率；(2)第二个循环的高温热源的温度.154、比热容比尸1.40的理想气体进行如图所 示的循环.已知状态4的温度为300 K.求：(1)状态8、。的温度；(2)每一过程中气体所吸收的净热量.(普适气体常量火=8.31 J.mol-，-K-1)155、1 mol氨气作如图所示的可逆循 环过程，其中ab和c d是绝热过程，be 和加为等体过程，已知 匕=16.4 L,%=32.8 L,pa=1 atm,pb=3.18 atm,pc=4 atm,pd=1.26 atm,试求：(1)在各态氢气的温度.(2)在态氢气的内能.(3)在一循环过程中氨气所作的净功.(1 atm=1.013X105 Pa)(普适气体常量 R=8.31 J-mol-1-K-1)156如图所示，abeda为1 mol单原子分子 理想气体的循环过程，求：(1)气体循环一次，在吸热过程中从外界共 吸收的热量；(2)气体循环一次对外做的净功；(3)证明在abed四态，气体的温度有 TaTc-TbTj.157、一定量的某种理想气体进行如图所示的 循环过程.已知气体在状态/的温度为7；=300K,求(1)气体在状态8、。的温度；(2)各过程中气体对外所作的功；(3)经过整个循环过程，气体从外界吸收的总 热量(各过程吸热的代数和).158 1 mol理想气体在Ti=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匕=0.001 n?,终止体积为=0.005 m3,24大学物理热学试求此气体在每一循环中(1)从高温热源吸收的热量。I(2)气体所作的净功W(3)气体传给低温热源的热量。2159、一定量的刚性双原子分子的理想气体，处于压强p=10 atm、温度T=500 K的 平衡态.后经历一绝热过程达到压强P2=5 atm、温度为小的平衡态.求72.160、一定量的氨气(理想气体)，原来的压强为pi=1 atm,温度为八=300 K,若经过一绝热 过程，使其压强增加到22=32 atm.求：(1)末态时气体的温度T2.(2)末态时气体分子数密度n.(玻尔兹曼常量攵=1.38*10-23J.K-,latm=1.013xl05 Pa)25大学物理热学普通物理试题库热学部分参考答案一、选择题01-05DBCCB06-10CDDCC11-15CABAA16-20ACDCB21-25ABDBA26-30CBDAA31-35BBDBC36-40DCBDA41-45BBADA46-50DBDDC51-55CBDAA56-60CCAAB二、填空题61.气体分子的大小与气体分子之间的距离比较，可以忽略不计.除了分子碰撞的一瞬间外，分子之间的相互作用力可以忽略.分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞。62.1.33 x 10 5；63.成反比地减小 f成正比地增加；64.等压，等体，等温；65.3.92 x 10 24；66.(1)沿空间各方向运动的分子数目相等，(2)不=；67.(1)描述物体状态的物理量，称为状态参量(如热运动状态的参量为2、V.T)；(2)表征个别分子状况的物理量(如分子的大小、质量、速度等)称为微观量；(3)表征大量分子集体特性的物理量(如p、V,T、&等)称为宏观量。68./=（攵T/夕）3,3.34 x 1069.27.8g/mol;70.12.51,20.8./,24.9J;71.6.23 x 10 3,6.21 x 10-2,1.035 x 103 5 M 572.k T，k T,-R T；2 2 M,2m ot73.1.28 x 10-7；26大学物理热学74.0.186 K;75.3.44 x 10 20,1.6 x 10-5 k g Im,2J;76.1,2,10/3;377.=-k T,气体的温度是分子平均平动动能的量度；278.5.12 x 10 3;79.1摩尔理想气体的内能，气体的定体摩尔热容，气体的定压摩尔热容;80.3.01x10”个；81.4.0 x 10 k g；82.1.25 x 10 3 J;83.2.45 x 10 25 个,6 2i x 10-21 J；84.ik T,RT；25 VP2 Pi）；2 一8.31 x 10,3.32 x 10每个气体分子热运动的平均平动动能;气体分子热运动的每个自山度的平均能量;-ipV;291.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）（注：此题答案 中不指明热运动或无规运动，不得分.）；92.=0 exp j-lg，1 I,（expa即 e）；麦克斯韦，波耳兹曼;M,氮（2）,（1）；27大学物理热学97.而HT7；98.1,4；99.降低；100.5.42 x 10 7 5 1,6 x 10 c m;101.10 0,0;114.在等压升温过程中，气体要膨胀而对外做功，所以要比气体等体升温过程多吸收一部 分热量；115.(1)等压，(2)等温；28大学物理热学116.(1)等压，等压;AAA(3)变大;等压，等压，等压;118.当等压过程生等温过程B、绝热过程119.(1)气体内能的增加,(2)气体对外做功,(3)气体内能增加和对外做功.120.(1)吸热，(2)放热,(3)放热121.8.64 x 10 3122.1:2,5:3,5:7;123.7W;2124.8.31 J，29.09 J;125.2i+2i+2126.1(P,+2人)(叱一匕)，3一(22叱一小)2+。2)(叱一匕);2 一 一127.3PV20；128.W/R,7W;2129.7.48x 103 J,7.48 x10 3 J;130.124.7 J,-84.3J;131.41.62 x 10J(或 160 alm L);132.1H=-W+1 1(或 W=_ 1)；133.90 J;134.33.3%,50%,66.7%;135.400；136.33.3%,38.31 x 10 J；137.200 J;29大学物理热学138.500，100;139.状态几率增大，不可逆的；140.从几率较小的状态到几率较大的状态，状态的几率增大(或嫡值增加)。三、计算题141.解：(1)_ 3 _21 Tw=k T=8.28 x 10 J23E K=Nw=(N+N 2)k T=4.14 x 10 5 J143.解:取/、3两部分的气体为系统，依题意知，在外界压缩/部分的气体，作功为的过 程中，系统与外界交换的热量0为零，根据热力学第一定律，有(2)142.解:p=nk T=2.76X 105 Pa(1)由厂=J3HT/Mmo,而氢核Mnoi=lX IO-3 kg mop1*ef7)2=1.58X 106m-s-1(2)3w=k T=1.29 X 104 eV2设/、3部分气体的内能变化分别为国和品,则系统内能的变化为Q=/+(lV)=O=+&因为。是导热的，故两部分气体的温度始终相同，设该过程中的温度变化为AT,则4、8两部分气体内能的变化分别为将、代入式解得 T=M(4R)3E A=RT(3)25E B=RT 2144.解:将上式代入式得5 W 5A=R-=W2 47?8(1)对4、3两部分气体缓慢地加热，皆可看作准静态过程，两室内是同种气体，而且开始时两部分气体的p、V.T均相等，所以两室内气体的摩尔数M包”也相同。30大学物理热学力室气体经历的是等体过程，3室气体经历的是等压过程，所以4 3室气体吸收的热量分别为 QA=(M/Minol)CTA-T)QB=(M/Mmol)Cp(TB-T)已知白=08，由上两式可得/=G，/CV=/78=7/55 7因为G，=G/+7?,代入上式得 C(z=R,C-R2 P 2(2)3室气体作功为 W=p%R丛TbB室中气体吸收的热量用于作功的百分比为145.解:W(M!M.)Rk TR R R=-匚=28.6%Q K(M IM,)C Tk C 7Q 8 mol/p B p _ R2146.解:(1)w=p=Rat=598 J；(2)iE=Q-W=1.00 x 10 3 J;(3)Q _C=-=22.2 J-mol KP eTCV=c-7?=13.9 J-mol-1-K-l y pC pY=-=1.6为梯形面积，根据相似三角形有p1%=P2%，则(1)5e=cr(r2-r,)=-(p2r2-夕芭)；2(2)w=-(p,+p2)(r2-r,),2(4)以上计算对于3过程中任一微小状态变化均成立，故过程中W=(p,L-p4|)2(3)Q=E+W=3(P2V2 pV)山状态方程得 例=RX T,Q=3卜(pQ.故摩尔热容147.解：Q=3 RA T,C=A Q/L 片 3 兄31大学物理热学由图nJ看出 Paa=Pcc从状态方程 pV=v RT可知 Ta=Tc,因此全过程的 A=0.3-C过程是绝热过程，有。8c=。.4一8过程是等压过程，有Qab=vCp(Tb-TQ=；(乙乙 一=14.9X105J.故全过程 AfBfC 的 Q=0bc+2=14.9x 105 J.根据热一律。=沙+八,得全过程/-*3f C的%=0AE=14.9X l()5j.148.解:(1)pP图如右图(2)74=八 A=05 3=一入(2匕匕)+一2匕(2p|p,)2 2=P=5.6 X 102 J2(4)W=Q=5.6X 102 J149.解:(1)pP图如图.(2)，=(273+27)K=300K据 VxITx=V2IT2,得=%7VH=600K0=1/G，-7)=1.25X10。(3)A=0(4)据 QW+E：.少=0=1.25 X 101150.解：氯气为单原子分子理想气体，i=3(1)等体过程，/=常量，W=0据 Q=E+W可知MQ=E=-MM)=623 J32大学物理热学(2)定压过程，p=常量，M 3Q=-c(T.-r)=1.04X 10 JM,p m o IAE与相同.=Q-A=417 J(3)Q=0,AE与同W-A=-623 J(负号表示外界做功)151.解;1(l)4f8：平=(pB+PaVb-KJ=200 J.2 Ex=vCv(Tb-TA)=3(pByB”力嗫)/2=750 J2=i+=950 J.B-C：W2=0RE2r Cc-Tb)=3(pcVc-ps/)/2=600 J.Qi-2=-600 J.CA：%3=P彳(匕匕)=一1。0 J.3 E3=v CI/(TA-Tc)=一(p y*-PCVC)=-150 J.203=%+AE3=-250J(2)竹/+%+%=100 J.Q=Q+0+Q=100 J152.解：(1)对卡诺循环有：4/72=0/023=T1Q2/Q=32OK即：低温热源的温度为320 K.(2)热机效率：=1-=20%4153.解：一乙 2,02=TiQ/T33大学物理热学T T T即 Q、=-W=-x=24000 J-T2 T Tx-T2由于第二循环吸热 q=w+q2=jv+q2(。；=。2)r)=W I Q=29.4%(2)T=425 K154.解:山图得 p%=400Pa,pB=pc=100 Pa,唳=-8=2m3,c=6 mj(l)C-*4为等体过程，据方程4/=pc/%得Tc=Ta pc/Pa=75 K.8。为等压过程，据方程 VbITb=VcTc 得 TTcVb/Vc=225 K(2)根据理想气体状态方程求出气体的物质的量(即摩尔数)i/为-Pa ya/RTa=0.321 mol一 5 7山尸1.4知该气体为双原子分子气体，Cy=R,C =-R 2 27gf。等压过程吸热 Q,=-v R(TC-TB)=-1400 J.2Cf/等体过程吸热 Q3=-v R(T4-TC)=1500 J.2循环过程=(),整个循环过程净吸热Q=w=-ipA-pcvB-rc)=6oo J.2./一8 过程净吸热：。尸。一。2Q3=500J155.解：(1)Ta=pM/R=400KTb=Pbh/R=636K=Pc%/E=800K Td=pMR=5。4 K(2)Ec=(i/2)RTc=9.97X 103 J(3)b-c等体吸热0=。乂一)=2.044 X 1()3 jd-a等体放热02=C43；)=L296X 103 J34大学物理热学=2i-22=0.748X 103 J156.解：(1)过程必与曲为吸热过程，吸热总和为3 5Q=Cy(JbT+CpiJc Tb)=pbVb-paVa)+pcVc-p居)=800 J 2 2(2)循环过程对外所作总功为图中矩形面积W=Ph(Vc-V-PdVd-K,)=100J(3)Ta=pMJR，Tc=Pc VJR,Tb=p/b/R,勿=pM/R,TaTc=3，%pc%)/&2=(i2xl()4)/&2TbTd=/Pd%)伏 2=(12x104)伏 2 TaTc-T江d157.解：由图，p/=300 Pa,ps=pc=100Pa；VV(=m3,7s-3 m3.(1)。一/为等体过程，据方程Pa/Ta=Pc/Tc得Tc-TapN-100 K.3-C为等压过程，据方程腺/7b=c/Tc得7Tc/Pc=300 K.(2)各过程中气体所作的功分别为B：町=一(乙+Pb)Bb%)=400 J.2BfC：%=P8(rc-VB)=-200 J.C-A：%=0(3)整个循环过程中气体所作总功为g W+W2+%=200 J.因为循环过程气体内能增量为4E=0,因此该循环中气体总吸热Q=%+E=200 J.158.解:(1)a=In(匕/匕)=5.35 X 10 3 JT.(2)=1 一=0.25.W=1.34 x 10 3 J(3)Q 2=Qi-W=4.01 x 10 3 J 159.解:35大学物理热学刚性双原子分子7=1.4，代入上式并代入题给数据，得根据绝热过程方程：pf X常量，可得T*T3p#160.解:r2=410K(1)根据绝热过程方程p T=C有T2/“2、-i)/y一二(-)T、Pi丁 t(P i、(/-)/T 2=-)Pi氮为单原子分子，y=5/3芯=1200K(2)n=P =1.96 x 10 6 m36