熱學(xué)復(fù)習(xí)題答案

熱學(xué)復(fù)習(xí)題1.氣體分子的速率分布函數(shù)f(v),是系統(tǒng)中速率v附近單位速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比2.微觀上,氣體的溫度表示每個(gè)分子的冷熱程度.(F)3.氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度.(R)一.選擇題(每小題3分，共30分)1.一定量某理想氣體所經(jīng)歷的循環(huán)過程是:從初態(tài)(V0,T0)開始,先經(jīng)絕熱膨脹使其體積增大1倍,再經(jīng)等容升溫回復(fù)到初態(tài)溫度T0,最后經(jīng)等溫過程使其體積回復(fù)為V0,則氣體在此循環(huán)過程中（A）(A)對(duì)外作的凈功為負(fù)值.(B)對(duì)外作的凈功為正值.(C)內(nèi)能增加了.(D)從外界凈吸收的熱量為正值.2.如圖所示，一定量的理想氣體從體積V1膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過程是：AB等壓過程;AC等溫過程;AD絕熱過程.其中對(duì)外作功最少的過程為：（C）(A)是AB.(B)是AC.(C)是AD.(D)既是AB,也是AC,兩者一樣多.3.兩容器內(nèi)分別盛有氫氣和氦氣，若它們的溫度和質(zhì)量分別相等，則：（A）兩種氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相等.(B)兩種氣體分子的平均動(dòng)能相等.(C)兩種氣體分子的平均速率相等.(D)兩種氣體的內(nèi)能相等.4若理想氣體的體積為V，壓強(qiáng)為p,溫度為T，一個(gè)分子的質(zhì)量為m，k為玻耳茲曼常量，R為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：（D）pV/m.(B)pV/(mT).(C)pV/(RT).(D)pV/(kT).f(v)vf(v)vO(A)O(C)f(v)vf(v)vO(B)f(v)vO(D)6.已知一定量的某種理想氣體,在溫度為T1與T2時(shí)分子最可幾速率分別為vp1和vp2,分子速率分布函數(shù)的最大值分別為f(vp1)和f(vp2),若T1＞T2,則（B）vp1＞vp2,f(vp1)＞f(vp2).(B)vp1＞vp2,f(vp1)＜f(vp2).(C)vp1＜vp2,f(vp1)＞f(vp2).(D)vp1＜vp2,f(vp1)＜f(vp2).7.若室內(nèi)生起爐子后溫度從15℃升高到27℃，而室內(nèi)氣壓不變，則此時(shí)室內(nèi)的氣體分子數(shù)減少了（B）(A)500．(B)40(C)900．(D)2108.已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請(qǐng)判斷下列說法正確的是（D）(A)氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)．(B)氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的密度一定大于氫氣的密度．(C)氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大.(D)氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大．9.設(shè)1mol理想氣體，從同一初始平衡態(tài)出發(fā)，進(jìn)行可逆的等壓過程或等體過程．在溫熵圖中，對(duì)于相同的溫度（B）(A)等壓過程曲線的斜率大于等體過程曲線的斜率．(B)等壓過程曲線的斜率小于等體過程曲線的斜率．(C)兩種過程曲線的斜率相等．(D)兩種過程曲線的斜率孰大孰小取決于溫度的值．10.在密閉容器中，若將理想氣體分子的平均速度提高為原來的兩倍，則（D）(A)溫度和壓強(qiáng)都提高為原來的2倍；(B)溫度變?yōu)樵瓉淼?倍，而壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍；(C)溫度變?yōu)樵瓉淼?倍，而壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍；(D)溫度和壓強(qiáng)都提高為原來的4倍.11.在一定的溫度下，理想氣體分子速率分布函數(shù)fv是一定的。但當(dāng)氣體的溫度降低時(shí)(A)最概然速率vp變小，而f(B)最概然速率vp和f(C)最概然速率vp變小，而f(D)最概然速率vp不變，而fv12.一瓶氮?dú)釴2和一瓶氦氣He都處于平衡態(tài)，且他們的密度相同，分子的平均平動(dòng)動(dòng)能也相同，則它們[C](A)溫度相同，壓強(qiáng)相同；(B)溫度、壓強(qiáng)都不相同；(C)溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)；(D)溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng).13.一定量的理想氣體，在容積不變的條件下，當(dāng)溫度降低時(shí)，分子的平均自由程的變化情況是[A](A)不變；(B)變??；(C)變大；(D)說不清楚；.14.一定量的理想氣體，在容積不變的條件下，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均碰撞頻率和平均自由程將（A）(A)增大，不變(B)不變，增大(C)和都增大(D)和都不變15.一定量的理想氣體從體積V1膨脹到V2，經(jīng)歷的過程分別為等壓、等溫、和絕熱過程，則其中吸熱最多的過程是（B）(A)等溫過程(B)等壓過程(C)絕熱過程(D)三個(gè)過程吸收的熱量相同二.填空題(每空2分，共30分).1.若把牛頓環(huán)裝置(都是用折射率為1.52的玻璃制成的)由空氣搬入折射率為1.33的水中,則反射光形成的干涉條紋中心點(diǎn)是暗斑.（填明斑或暗斑）2.一定量剛性雙原子分子的理想氣體，當(dāng)其體積為V、壓強(qiáng)為p時(shí)，其內(nèi)能E=5pv/2.長江大學(xué)試卷學(xué)院班級(jí)姓名序號(hào)…………….…………….密………封………………..…..線……..3.下圖為氫氣分子和氧氣分子在相同溫度下的麥克斯韋速率分布曲線．則氧氣分子的最概然速率為長江大學(xué)試卷學(xué)院班級(jí)姓名序號(hào)…………….…………….密………封………………..…..線……..4.一定量剛性多原子分子的理想氣體，當(dāng)其體積為V、壓強(qiáng)為p時(shí)，其內(nèi)能E=3pv.5一容器內(nèi)盛有密度為ρ的單原子理想氣體，其壓強(qiáng)為p，此氣體分子的方均根速率為___(3p/)1/2_____；單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能是___3p/2______．6一容器被一隔板分隔成兩部分，兩部分氣體的壓強(qiáng)分別為p1和p2，而溫度都是T，摩爾質(zhì)量都是M，隔板上開有一面積為S的小孔，若小孔是如此之小，以致于分子從小孔射出或射入對(duì)氣體平衡態(tài)的擾動(dòng)都可以忽略，則每秒通過小孔的氣體質(zhì)量為_____M2πRT(p17.設(shè)氣體分子服從麥克斯韋速率分布律，v代表平均速率，vp代表最概然速率，那么，速率在vp到v范圍內(nèi)的分子數(shù)占分子總數(shù)的百分率隨氣體的溫度升高而___保持不變___(增加、降低或保持不變)．[麥克斯韋速率分布律為：f(v)=4π(m28.在相同的升溫范圍（由T1加熱至T2）內(nèi)，理想氣體的可逆等壓加熱過程中熵的增加值是可逆等體加熱過程中熵的增加值的_______γ___倍.三.計(jì)算題(每小題10分，共40分)1.溫度為77℃、壓強(qiáng)為1atm的2mol剛性雙原子分子理想氣體，(1)經(jīng)等壓過程體積膨脹至原來的3倍，計(jì)算這個(gè)過程中氣體對(duì)外所作的功．(2)假若氣體經(jīng)等溫過程體積膨脹為原來的3倍，那么氣體對(duì)外作的功又是多少？(普適氣體常量R＝8.31解：(1)等壓過程氣體對(duì)外作功為=2×2×8.31×350J＝1.16×104J(2)等溫過程氣體對(duì)外作功為=2×8.31×350×1.0986J=6.4×103J2某理想氣體作如圖（溫熵圖）所示的循環(huán)，求該循環(huán)的效率．解：η=3.1mol雙原子分子理想氣體作如圖的可逆循環(huán)過程，其中1－2為直線，2－3為絕熱線，3－1為等溫線．已知，試求：(1)各過程的功，內(nèi)能增量和傳遞的熱量；(用和已知常量表示)(2)此循環(huán)的效率．(注：循環(huán)效率η=W/Q1，W為整個(gè)循環(huán)過程中氣體對(duì)外所作凈功，Q1為循環(huán)過程中氣體吸收的熱量)解：1－2任意過程ΔEW1Q12－3絕熱膨脹過程ΔEW2 Q2=03－1等溫壓縮過程