2015级《大学物理》热学测验题及解答_百度文库
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2015级《大学物理》热学测验题及解答
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大学物理热学题库及答案
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种气体的
分子数密度为n1，它产生的压强为p1，B种气体的分子数密度为2n1，C种气体
的分子数密度为3 n1，则混合气体的压强p为
(A) 3 p1．
(B) 4 p1．
(C) 5 p1．
(D) 6 p1．
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，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：
pV / (kT)．
pV / (RT)．
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．
34、在标准状态下，任何理想气体在1 m中含有的分子数都等于
2321(A) 6.02×10．
(B)6.02×10．
(C) 2.69×10
(D)2.69×10．
(玻尔兹曼常量k＝1.38×10 J·K )
25、一定量某理想气体按pV＝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．
(D)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摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压
强分别为p1和p2，则两者的大小关系是：
(A) p1& p2．
(B) p1& p2．
(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
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．
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大学物理热学题库
专业班级学号姓名成绩1练习四热学一、填空题1质量为M，摩尔质量为MOLM，分子数密度为N的理想气体，处于平衡态时，状态方程为___RTMMPVMOL___，状态方程的另一形式为___NKTP___，其中K称为____玻尔兹曼___常数。2两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它们的温度相同，压强不同；如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它们的分子数密度相同，单位体积的气体质量不同，单位体积的分子平动动能相同。（填“相同”或“不同”）。3宏观量温度T与气体分子的平均平动动能的关系为___KT23_，因此，气体的温度是__气体分子的平均平动动能__的量度。4设氮气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平动自由度数为__3___，转动自由度为___2___。52MOL氢气，在温度为27℃时，它的分子平动动能为7479J，分子转动动能为4986J。61MOL氧气和2MOL氮气组成混合气体，在标准状态下，氧分子的平均能量为__2110429__，氮分子的平均能量为_2110429__；氧气与氮气的内能之比为__12__。7VF为麦克斯韦速率分布函数，PVDVVF的物理意义是__速率在P以上的分子数占总分子数的百分比__，022DVVFMV的物理意义是____分子平均平动动能___，速率分布函数归一化条件的数学表达式为____1D0F____，其物理意义是__速率在0内的分子数占总分子数的百分之百____。8同一温度下的氢气和氧气的速率分布曲线如右图所示，其中曲线1为__氧气_的速率分布曲线，___氢气___的最概然速率较大（填“氢气”或“氧气”）。若图中曲线表示同一种气体不同温度时的速率分布曲线，温度分别为T1和T2且T12S；（B）1S2S；（C）1S2S；（D）无法确定。13关于可逆过程和不可逆过程有以下几种说法1可逆过程一定是平衡过程．2平衡过程一定是可逆过程．3不可逆过程发生后一定找不到另一过程使系统和外界同时复原．4非平衡过程一定是不可逆过程．以上说法，正确的是［C］PVO1S2S专业班级学号姓名成绩4A1、2、3；B2、3、4；C1、3、4；D1、2、3、414两个完全相同的气缸内盛有同种气体，设其初始状态相同，今使它们分别作绝热压缩至相同的体积，其中气缸1内的压缩过程是非准静态过程，而气缸2内的压缩过程则是准静态过程．比较这两种情况的温度变化［B］A气缸1和2内气体的温度变化相同．B气缸1内的气体较气缸2内的气体的温度变化大．C气缸1内的气体较气缸2内的气体的温度变化小．D气缸1和2内的气体的温度无变化．15一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V1增至V2，在此过程中气体的［A］A内能不变，熵增加．B内能不变，熵减少．C内能不变，熵不变．D内能增加，熵增加．三、简答题关于热力学第二定律，下列说法是否有错，如有错误请改正1热量不能从低温物体传向高温物体．2功可以全部转变为热量，但热量不能全部转变为功．答1有错。热量不能自动地从低温物体传向高温物体．2有错。功可以全部转变为热量，但热量不能通过一循环过程全部转变为功．四、计算题11MOL单原子理想气体从300K加热到350K，（1）容积保持不变；（2）压强保持不变；问在这两个过程中各吸收了多少热量增加了多少内能对外做了多少功解（1）JTRTCEV0A623JAQ（2）JTRTCEV21JTRTRVPATTVV1039JEAQ2质量为KG31082、温度为300K、压强为标准大气压的氮气，等压膨胀到原来体积的两倍。求氮气所作的功PW、吸收的热量PQ以及内能的增量U。专业班级学号姓名成绩5解在等压过程中，有KVVTT,由式（514），气体做功为JTTRMMWP因I5，由式（516），内能增量为JTTRIMMUUU1212根据热力学第一定律，吸收的热量为JUWQPP一定量的单原子分子理想气体，在等压过程中对外做功为200J，则该过程吸热多少内能改变多少21200MAPVVJPVRTM解已知，2121MPVVRTTU有（）（）0022VMMQCTRTTPVVJ（）（）由热力学第一定律EQAJ有2MOL的理想双原子气体，经过可逆的等压过程，体积从V0膨胀到3V0，求在该过程中的熵变。解DQSTMIRDTMT22DTRT722TRT217LNVVRRVVLN7831LN35理想气体自由膨胀过程中的熵变。将2MOL的理想气体装入体积为50L的绝热容器中，让气体再自由膨胀进入另一真空绝热容器，此时体积为200L，求该过程中的熵变。解该过程是在绝热条件下进行的，而且气体是向真空做自由膨胀，即气体不对外做功，因而气体的内能没有改变，这显然是个不可逆过程，为计算熵变就必须设想一个可逆过程。由以上分析可知，气体在专业班级学号姓名成绩6自由膨胀过程中温度保持不变，这样我们就可以假设气体从始态到终态是在可逆的等温下进行的，故熵变为DQSTPDVTVVDVRV12VRJKJKV21200LN2LN/278/50所以0S由以上计算可知，在孤立系统中理想气体的自由膨胀过程，熵是增加的。而气体的自由膨胀是一个不可逆过程，因此我们可以说，在孤立系统中不可逆过程的熵是增加的。
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第4页/共34页
4 20、已知一定量的某种理想气体,在温度为T 1与T 2时的分子最概然速率分别为
v p 1和v p 2,分子速率分布函数的最大值分别为f (v p 1)和f (v p 2).若T 1&T 2,则
(A) v p 1 & v p 2,
f (v p 1)& f (v p 2).
(B) v p 1 & v p 2,
f (v p 1)& f (v p 2).
(C) v p 1 & v p 2,
f (v p 1)& f (v p 2).
(D) v p 1 & v p 2,
f (v p 1)&
f (v p 2).
两种不同的理想气体,若它们的最概然速率相等,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.
22、假定氧气的热力学温度提高一倍,氧分子全部离解为氧原子,则这些氧原
子的平均速率是原来氧分子平均速率的
23、 麦克斯韦速率分布曲线如图所示,图中A 、B 两部分面积相等,则该图表示
(A) 0v 为最概然速率.
(B) 0v 为平均速率.
(C) 0v 为方均根速率.
(D) 速率大于和小于0v 的分子数各占一半.
24、速率分布函数f (v )的物理意义为:
(A) 具有速率v 的分子占总分子数的百分比.
(B) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比.
(C) 具有速率v 的分子数.
(D) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数.
25、若N 表示分子总数,T 表示气体温度,m 表示气体分子的质量,那么当分子
速率v 确定后,决定麦克斯韦速率分布函数f (v )的数值的因素是
(A) m ,T .
(C) N ,m .
(E) N ,m ,T .
26、气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体),当温度不变而压强增大
一倍时,氢气分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程 的变化情况是:
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