大學(xué)物理熱學(xué)練習(xí)題

1、熱學(xué)（一）理想氣體、壓強(qiáng)公式一、 選擇題1、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為玻爾茲曼常量，R為普適氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為： (A) pV / m (B) pV / (kT) (C) pV / (RT) (D) pV / (mT) 2、一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為T，氣體分子的質(zhì)量為m根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)，分子速度在x方向的分量平方的平均值 (A) (B) (C) (D) 3、一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為T，氣體分子的質(zhì)量為m根據(jù)理想氣體分子模型和統(tǒng)計(jì)假設(shè)，分子速度在x方向的分量的平均值 (A) (B) (C) (D)

2、0 4、三個(gè)容器A、B、C中裝有同種理想氣體，其分子數(shù)密度n相同，而方均根速率之比為124，則其壓強(qiáng)之比為： (A) 124 (B) 148 (C) 1416 (D) 421 二、填空題1、質(zhì)量一定的某種理想氣體， (1) 對(duì)等壓過(guò)程來(lái)說(shuō)，氣體的密度隨溫度的增加而_，并繪出曲線 (2) 對(duì)等溫過(guò)程來(lái)說(shuō)，氣體的密度隨壓強(qiáng)的增加而_，并繪出曲線2、在推導(dǎo)理想氣體壓強(qiáng)公式中，體現(xiàn)統(tǒng)計(jì)意義的兩條假設(shè)是 (1) _； (2) _3、A、B、C三個(gè)容器中皆裝有理想氣體，它們的分子數(shù)密度之比為nAnBnC421，而分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之比為124，則它們的壓強(qiáng)之比_ 三、 計(jì)算題兩個(gè)相同的容器裝有氫氣，以一細(xì)

3、玻璃管相連通，管中用一滴水銀作活塞，如圖所示當(dāng)左邊容器的溫度為 0、而右邊容器的溫度為20時(shí)，水銀滴剛好在管的中央試問(wèn)，當(dāng)左邊容器溫度由 0增到 5、而右邊容器溫度由20增到30時(shí)，水銀滴是否會(huì)移動(dòng)？如何移動(dòng)？ 答案一、 選擇題BDDC二、填空題1、成反比地減小 (圖) 成正比地增加 (圖) 2、(1) 沿空間各方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目相等 (2) 3、111 三、計(jì)算解：據(jù)力學(xué)平衡條件，當(dāng)水銀滴剛好處在管的中央維持平衡時(shí)，左、右兩邊氫氣的壓強(qiáng)相等、體積也相等，兩邊氣體的狀態(tài)方程為： p1V1=(M1 / Mmol)RT1 ， p2V2=(M2 / Mmol)RT2 由p1= p2得：V1 / V2

4、= (M1 / M2)(T1 / T2) 開(kāi)始時(shí)V1= V2，則有M1 / M2= T2/ T1293/ 273 當(dāng)溫度改變?yōu)?78 K，303 K時(shí)，兩邊體積比為 0.9847 <1 即 可見(jiàn)水銀滴將向左邊移動(dòng)少許 熱學(xué)（二）溫度公式、能量均分原理、氣體內(nèi)能專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 一、 選擇題1、關(guān)于溫度的意義，有下列幾種說(shuō)法：(1) 氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度 (2) 氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義 (3) 溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度的不同 (4) 從微觀上看，氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的冷熱程度這些說(shuō)法中正確的是 (A) (1)、(2)

5、、(4) (B) (1)、(2) 、(3) (C) (2)、(3) 、(4) (D) (1)、(3) 、(4) 2、一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤肿悠骄絼?dòng)動(dòng)能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則它們 (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) 3、溫度、壓強(qiáng)相同的氦氣和氧氣，它們分子的平均動(dòng)能和平均平動(dòng)動(dòng)能有如下關(guān)系： (A) 和都相等 (B) 相等，而不相等 (C) 相等，而不相等 (D) 和都不相等 4、1 mol剛性雙原子分子理想氣體，當(dāng)溫度為T時(shí)，其內(nèi)能為 (A) (B) (C) (D

6、) （式中R為普適氣體常量，k為玻爾茲曼常量）5、一定質(zhì)量的理想氣體的內(nèi)能E隨體積V的變化關(guān)系為一直線(其延長(zhǎng)線過(guò)EV圖的原點(diǎn))，則此直線表示的過(guò)程為： (A) 等溫過(guò)程 (B) 等壓過(guò)程 (C) 等體過(guò)程 (D) 絕熱過(guò)程 二、 填空題1、1 mol氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)貯于一氧氣瓶中，溫度為27，這瓶氧氣的內(nèi)能為_(kāi)J；分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為_(kāi)；分子的平均總動(dòng)能為_(kāi) (摩爾氣體常量 R= 8.31 J·mol-1·K-1 玻爾茲曼常量 k= 1.38×10-23·K-1) 2、若i是氣體剛性分子的運(yùn)動(dòng)自由度數(shù)，則ikT所表示的是_ _ 三、

7、 計(jì)算題容器內(nèi)有M = 2.66 kg氧氣，已知其氣體分子的平動(dòng)動(dòng)能總和是EK=4.14×105 J，求： (1) 氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能； (2) 氣體溫度 (阿伏伽德羅常量NA6.02×1023 /mol，玻爾茲曼常量k1.38×10-23 J·K-1 ) 答案一、 選擇題BCCCB二、 填空題1、6.23×10 3 6.21×10 - 21 1.035×10 - 21 2、在溫度為T的平衡態(tài)下，每個(gè)氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)平均能量(或平均動(dòng)能) 三、計(jì)算題解：(1) M / Mmol=N / NA N=MNA / Mmol J

8、 (2) 400 K 熱學(xué)（三）熱力學(xué)第一定律及應(yīng)用一、 選擇題1、一物質(zhì)系統(tǒng)從外界吸收一定的熱量，則 (A) 系統(tǒng)的內(nèi)能一定增加 (B) 系統(tǒng)的內(nèi)能一定減少 (C) 系統(tǒng)的內(nèi)能一定保持不變 (D) 系統(tǒng)的內(nèi)能可能增加，也可能減少或保持不變 2、一定量的理想氣體，經(jīng)歷某過(guò)程后，溫度升高了則根據(jù)熱力學(xué)定律可以斷定： (1) 該理想氣體系統(tǒng)在此過(guò)程中吸了熱 (2) 在此過(guò)程中外界對(duì)該理想氣體系統(tǒng)作了正功 (3) 該理想氣體系統(tǒng)的內(nèi)能增加了 (4) 在此過(guò)程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱，又對(duì)外作了正功 以上正確的斷言是： (A) (1)、(3) (B) (2)、(3) (C) (3) (D) (3)

9、、(4) (E) (4) 3、如圖所示，一定量理想氣體從體積V1，膨脹到體積V2分別經(jīng)歷的過(guò)程是：AB等壓過(guò)程，AC等溫過(guò)程；AD絕熱過(guò)程，其中吸熱量最多的過(guò)程 (A) 是AB. (B)是AC. (C)是AD. (D)既是AB也是AC, 兩過(guò)程吸熱一樣多。 4、一定量的理想氣體，從a態(tài)出發(fā)經(jīng)過(guò)或過(guò)程到達(dá)b態(tài)，acb為等溫線(如圖)，則、兩過(guò)程中外界對(duì)系統(tǒng)傳遞的熱量Q1、Q2是 (A) Q1>0，Q2>0 (B) Q1<0，Q2<0 (C) Q1>0，Q2<0 (D) Q1<0，Q2>0 5、一定量的理想氣體，其狀態(tài)在VT圖上沿著一條直線從平衡態(tài)a

10、改變到平衡態(tài)b(如圖) (A) 這是一個(gè)等壓過(guò)程(B) 這是一個(gè)升壓過(guò)程(C) 這是一個(gè)降壓過(guò)程(D) 數(shù)據(jù)不足，不能判斷這是哪種過(guò)程 6、1 mol理想氣體從pV圖上初態(tài)a分別經(jīng)歷如圖所示的(1) 或(2)過(guò)程到達(dá)末態(tài)b已知Ta<Tb，則這兩過(guò)程中氣體吸收的熱量Q1和Q2的關(guān)系是 (A) Q1> Q2>0 (B) Q2> Q1>0 (C) Q2< Q1<0 (D) Q1< Q2<0 (E) Q1= Q2>0 7、一定量的理想氣體，分別經(jīng)歷如圖(1) 所示的abc過(guò)程，(圖中虛線ac為等溫線)，和圖(2) 所示的def過(guò)程(圖中虛線d

11、f為絕熱線)判斷這兩種過(guò)程是吸熱還是放熱 (A) abc過(guò)程吸熱，def過(guò)程放熱 (B) abc過(guò)程放熱，def過(guò)程吸熱 (C) abc過(guò)程和def過(guò)程都吸熱 (D) abc過(guò)程和def過(guò)程都放熱 二、 填空題1、某理想氣體等溫壓縮到給定體積時(shí)外界對(duì)氣體作功|W1|，又經(jīng)絕熱膨脹返回原來(lái)體積時(shí)氣體對(duì)外作功|W2|，則整個(gè)過(guò)程中氣體(1) 從外界吸收的熱量Q = _(2) 內(nèi)能增加了DE = _2、如圖所示，一定量的理想氣體經(jīng)歷abc過(guò)程，在此過(guò)程中氣體從外界吸收熱量Q，系統(tǒng)內(nèi)能變化DE，請(qǐng)?jiān)谝韵驴崭駜?nèi)填上>0或<0或= 0： Q_，DE _ 三、計(jì)算題1、一定量的單原子分子理想氣體

12、，從初態(tài)A出發(fā)，沿圖示直線過(guò)程變到另一狀態(tài)B，又經(jīng)過(guò)等容、等壓兩過(guò)程回到狀態(tài)A (1) 求AB，BC，CA各過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的功W，內(nèi)能的增量DE以及所吸收的熱量Q (2) 整個(gè)循環(huán)過(guò)程中系統(tǒng)對(duì)外所作的總功以及從外界吸收的總熱量(過(guò)程吸熱的代數(shù)和)2、0.02 kg的氦氣(視為理想氣體)，溫度由17升為27若在升溫過(guò)程中，(1) 體積保持不變；(2) 壓強(qiáng)保持不變；(3) 不與外界交換熱量；試分別求出氣體內(nèi)能的改變、吸收的熱量、外界對(duì)氣體所作的功(普適氣體常量R =8.31 )3、1 mol雙原子分子理想氣體從狀態(tài)A(p1,V1)沿p -V圖所示直線變化到狀態(tài)B(p2,V2)，試求： (1)

13、 氣體的內(nèi)能增量(2) 氣體對(duì)外界所作的功 (3) 氣體吸收的熱量(4) 此過(guò)程的摩爾熱容 (摩爾熱容C =，其中表示1 mol物質(zhì)在過(guò)程中升高溫度時(shí)所吸收的熱量) 答案：一、DCAAC AA二、1、 2、>0 >0 三、1、解：(1) AB： =200 J E1=n CV (TBTA)=3(pBVBpAVA) /2=750 J Q=W1+E1950 J BC： W2 =0 E2 =n CV (TCTB)=3( pCVCpBVB ) /2 =600 J Q2 =W2+E2600 J CA： W3 = pA (VAVC)=100 J J Q3 =W3+E3250 J (2) W= W

14、1 +W2 +W3=100 J Q= Q1 +Q2 +Q3 =100 J2、解：氦氣為單原子分子理想氣體， (1) 等體過(guò)程，V常量，W =0 據(jù) QDE+W 可知 623 J (2) 定壓過(guò)程，p = 常量， =1.04×103 J DE與(1) 相同 W = Q - DE417 J (3) Q =0，DE與(1) 同 W = -DE=-623 J (負(fù)號(hào)表示外界作功) 3、解：(1) (2) ， W為梯形面積，根據(jù)相似三角形有p1V2= p2V1，則 (3) Q =E+W=3( p2V2p1V1 ) (4) 以上計(jì)算對(duì)于AB過(guò)程中任一微小狀態(tài)變化均成立，故過(guò)程中 Q =3(pV)

15、 由狀態(tài)方程得 (pV) =RT， 故 Q =3RT，摩爾熱容 C=Q/T=3R熱學(xué)（四） 循環(huán)過(guò)程 熱二律專業(yè) 班級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 一、 選擇題1、一定量的某種理想氣體起始溫度為T，體積為V，該氣體在下面循環(huán)過(guò)程中經(jīng)過(guò)三個(gè)平衡過(guò)程：(1) 絕熱膨脹到體積為2V，(2)等體變化使溫度恢復(fù)為T，(3) 等溫壓縮到原來(lái)體積V，則此整個(gè)循環(huán)過(guò)程中(A) 氣體向外界放熱 (B) 氣體對(duì)外界作正功(C) 氣體內(nèi)能增加 (D) 氣體內(nèi)能減少 2、定質(zhì)量的理想氣體完成一循環(huán)過(guò)程此過(guò)程在VT圖中用圖線1231描寫該氣體在循環(huán)過(guò)程中吸熱、放熱的情況是 (A) 在12，31過(guò)程吸熱；在23過(guò)程放熱 (B) 在23過(guò)

16、程吸熱；在12，31過(guò)程放熱 (C) 在12過(guò)程吸熱；在23，31過(guò)程放熱 (D) 在23，31過(guò)程吸熱；在12過(guò)程放熱 3、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知： (A) 功可以全部轉(zhuǎn)換為熱，但熱不能全部轉(zhuǎn)換為功 (B) 熱可以從高溫物體傳到低溫物體，但不能從低溫物體傳到高溫物體 (C) 不可逆過(guò)程就是不能向相反方向進(jìn)行的過(guò)程 (D) 一切自發(fā)過(guò)程都是不可逆的 4、某理想氣體分別進(jìn)行了如圖所示的兩個(gè)卡諾循環(huán)：(abcda)和(a'b'c'd'a')，且兩個(gè)循環(huán)曲線所圍面積相等設(shè)循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬臒崃繛镼，循環(huán)的效率為h，每次循環(huán)在高溫?zé)嵩刺幬?/p>

17、熱量為Q，則 (A) h < h, Q < Q. (B) h < h, Q > Q. (C) h > h, Q < Q. (D) h > h, Q > Q. 二、 填空題1、一卡諾熱機(jī)(可逆的)，低溫?zé)嵩吹臏囟葹?7，熱機(jī)效率為40，其高溫?zé)嵩礈囟葹開(kāi) K今欲將該熱機(jī)效率提高到50，若低溫?zé)嵩幢３植蛔?，則高溫?zé)嵩吹臏囟葢?yīng)增加_ K 2、有摩爾理想氣體，作如圖所示的循環(huán)過(guò)程acba，其中acb為半圓弧，b-a為等壓線，pc=2pa令氣體進(jìn)行a-b的等壓過(guò)程時(shí)吸熱Qab，則在此循環(huán)過(guò)程中氣體凈吸熱量Q_Qab (填入：，或)三、 計(jì)算題1、一定量的某

18、種理想氣體進(jìn)行如圖所示的循環(huán)過(guò)程已知?dú)怏w在狀態(tài)A的溫度為TA300 K，求 (1) 氣體在狀態(tài)B、C的溫度； (2) 各過(guò)程中氣體對(duì)外所作的功； (3) 經(jīng)過(guò)整個(gè)循環(huán)過(guò)程，氣體從外界吸收的總熱量(各過(guò)程吸熱的代數(shù)和) 2、1 mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過(guò)程如TV圖所示，其中c點(diǎn)的溫度為Tc=600 K試求： (1) ab、bc、ca各個(gè)過(guò)程系統(tǒng)吸收的熱量； (2) 經(jīng)一循環(huán)系統(tǒng)所作的凈功； (3) 循環(huán)的效率 (注：循環(huán)效率=W/Q1，W為循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)對(duì)外作的凈功，Q1為循環(huán)過(guò)程系統(tǒng)從外界吸收的熱量ln2=0.693) 答案：一、ACDB二、1、500 100 2、< 三、1、解：由圖，pA=300 Pa