熱學各章補充練習題課件

1、第 一 章 練 習1、關于溫標，有以下幾種表述： （）在建立溫標時，必須規(guī)定較熱的物體具有較高的溫度。 （）在建立溫標時，必須規(guī)定用來標志溫度的物理量隨溫度作線性變化。 （）攝氏溫標的定義是： . 。. (1)、(2)、(3)都對 ； . (1)、(2)錯，(3)對 ；. (1)、(2)對，(3)錯 ； . (1)、(2)、(3)都錯 。 2、 一毛細管內一小團水銀封住了某種物質，在標準大氣壓時量出被封住的該種物質長度如下：在沸騰的水中為18.6cm；在冰水混合物中為13.6cm；在室溫時14.4cm。那么室溫是攝氏多少度？. 18.6 ； . 16.0 ； . 20.0 ； . 14.0 。

2、3、以下有兩個表述：（1）若系統的宏觀性質不隨時間變化，則系統處于平衡態(tài)。（2）兩個理想氣體系統之間處于熱平衡時，它們除了溫度相等之外，壓強也一定相等。 . (1)、(2)都對 ； . (1)錯(2)對 ； . (1)對(2)錯 ； . (1)、(2)都錯 。4、相等質量的氫氣和氧氣被密封在一均勻的玻璃管中，并由一水銀滴所隔開，當玻璃管平放時，氫氣柱和氧氣柱的長度比是( ). 161 ； . 11 ； . 116 ； . 321 。5、范德瓦爾斯方程 中的V表示( ) . 氣體可被壓縮的體積 ； . 氣體分子自由活動的體積 ；. 容器的體積 ；. 氣體分子的固有體積 。6、 容積恒定的車胎內部

3、氣壓要維持恒定，那么，車胎內空氣質量最多的季節(jié)是 。（填“春季”、“夏季”、“秋季”或“冬季”）冬季7、 一瓶氫氣和一瓶氧氣，若它們的體積不同、壓強不同、溫度相同，則它們單位體積內的分子數 ， 分子的平均平動動能 。 （填“相同”或“不相同”） 答案：不相同，相同不相同8、兩端封閉的均勻玻璃管中有一段水銀柱，其兩邊是空氣，當玻璃管水平放置時，兩邊的空氣柱長度相等，此時的壓強為 cmHg。當把玻璃管豎直放置時，上段的空氣長度是下段空氣的兩倍，則玻璃管中的水銀柱長度是 厘米。9、 “28”自行車車輪直徑為71.12cm（相當于28英寸），內胎截面直徑為3cm，在-3的天氣里向空胎打氣。打氣筒長30

4、cm，截面半徑1.5cm，打了20下，氣打足了，問此時車胎內壓強是多少？設外界大氣壓強為1atm，車胎內最后氣體溫度為7。 解： 打氣前后氣體質量不變，據理想氣體狀態(tài)方程PV=vRT得：取充入的氣體為研究對象，平衡態(tài)1：在氣筒內。平衡態(tài)2：在車胎內。第 二 章 練 習1、一定量的氫氣和氧氣，都可視為理想氣體，它們分子的平均平動動能相同，那么它們分子的平均速率之比為( ) . 1：1 ； . 1：4 ； . 4：1 ； . 1：16 。2、 將氧分子（O2）氣體的熱力學溫度提高為原來的兩倍，則氧分子（O2）氣體離解為氧原子（O）氣體，那么后者的平均速率是前者的多少倍？. 4 倍 ； . 倍 ；

5、. 2 倍 ； . 倍 。3、 在一容積不變的封閉容器內理想氣體分子的 平均速率若提高為原來的2倍，則：( ). 溫度和壓強都提高為原來的2倍 ； . 溫度為原來的2倍，壓強為原來4倍 ；. 溫度為原來的4倍，壓強為原來2倍 ；. 溫度和壓強都提高為原來的4倍 。 4、下列各圖所示的速率分布曲線，哪一圖中的兩條曲線是同一溫度下氮氣和氦氣的分子速率分布曲線？f(v)(m/s)0f(v)(m/s)0f(v)(m/s)0f(v)(m/s)0.5、圖示兩條曲線分別表示在相同溫度下氧氣和氫氣分子速率分布曲線， 和 分別表示氧氣和氫氣的最概然速率，則：( ). 圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線， ； .

6、圖中a表示氧氣分子的速率分布曲線， ； . 圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線， ；. 圖中b表示氧氣分子的速率分布曲線， 。f(v)(m/s)0abf(v)(m/s)0ab6、 已知()為麥克斯韋速率分布函數，p為分子 的最概然速率，則：速率小于p的那些分子的 平均速率表達式為 。7、標準狀態(tài)下，若氧氣（視為剛性雙原子分子的理想 氣體）和氦氣的體積比V1/V2=0.5，則其內能之比 U1/U2為 。 5:6解：標準狀態(tài)下 ， 根據理想氣體狀態(tài)方程 可知：氧氣和氦氣的摩爾數之比為 。故其內能之比為 。8、 一瓶氫氣和一瓶氧氣的溫度相同，若氫氣分子的 平均平動動能為6.211021J，則： 氧氣分

7、子的平均平動動能為 ， 氧氣的溫度為 。6.211021J300K 9、判斷正誤：（ ） 速率在 之間的分子的平均平動動能 為為 。10、設有N個氣體分子，其速率分布函數為 其中N，0已知， （1）作速率分布曲線； （2）求常數k ； （3）求速率在1.50 2.00 之間的分子數； （4）求N個分子的平均速率。 解：（1）f()Okv0020解：（2） 解：（3）（4）第 三 章 練 習1、容積恒定的容器內盛有一定量某種理想氣體，其分子熱運動的平均自由程為 ，平均碰撞頻率為 ，若氣體的熱力學溫度降低為原來的 ，則此時分子的平均自由程和平均碰撞頻率分別為（ ）. ， ； . ， ；. ， ；

8、. ， 。2、 理想氣體絕熱地向真空自由膨脹，初態(tài)氣體平均自由程為 ，平均碰撞頻率為 ，末態(tài)為 ， ，則：（ ） . ， ； . ， ；. ， ； . ， 。3、 1氧氣被封閉在一容器中，只要壓強不是極低，則分子無規(guī)則運動的平均自由程僅取決于氣體的（） . 溫度 ； . 壓強 ； . 體積 ； . 分子的平均碰撞頻率 。 4、 輸運現象包括 、 、 。黏性現象擴散現象熱傳導現象5、 常壓下氣體熱傳導的微觀機理是 。 氣體中存在溫度梯度，由于氣體分子的無規(guī)則熱運動，在交換分子對的同時，交換了具有不同熱運動平均能量的分子，從而發(fā)生了能量的遷移。6、判斷下列說法是否正確：（1）黏度僅由流體性質決定。

9、還與溫度有關。是因為氣體定向運動速度不均勻。黏度系數由溫度決定，與氣體分子數密度n無關。 （2）常壓下氣體的黏性系數 隨分子數密度n的增加而增大。 （3）氣體黏性現象產生的原因是氣體內部組分密度不均勻。第 四 章 練 習1、一定量的理想氣體，分別進行如圖所示的兩個卡諾循環(huán)：abcda和abcda,且兩條循環(huán)曲線所圍面積相等。則可由此得知這兩個循環(huán)：（ ）. 效率相等 ； . 由高溫熱源處吸收的熱量相等 ； . 在低溫熱源處放出的熱量相等 ； . 在每次循環(huán)中對外作的凈功相等 。PVObacdbacd2、下面有兩個表述： （1）物體的溫度越高，它的熱量就越多。 （2）物體的溫度越高，它的內能就越

10、大。. （1）、（2）都對 ； . （1）對、（2）錯 ； . （1）錯、（2）對； . （1）、（2）都錯 。3、系統由初態(tài)膨脹到末態(tài)，則不同的過程. 功必相同 ； . 吸收的熱量必相同 ； . 內能的改變必相同 ； . 功、吸熱、內能改變都必相同 。4、 在理想氣體的（1）等容升壓（2）絕熱壓縮 （3）等溫膨脹（4）等壓壓縮這四種過程中， 屬于系統吸熱的過程有 。（1）（3）5、 已知1mol的某種理想氣體（可視為剛性雙原子分子），在等壓過程中溫度上升1K，內能增加了20.78J，則氣體對外作功為 ，氣體吸收熱量為 。8.31 J29.09 J6、 兩個相同的剛性容器，一個盛氫氣，一個盛氦

11、氣 （均視為剛性分子理想氣體），開始時它們的壓強和 溫度都相等，現將6J熱量傳給氦氣，使之升高到一 定的溫度。若使氫氣也升高同樣溫度，則應向氫氣 傳遞 J的熱量。107、對于室溫下的雙原子分子理想氣體，在等壓膨脹的 情況下，系統對外做的功與從外界吸收的熱量之比 A：Q為 。27（1）調節(jié)無摩擦氣缸活塞上的外加壓力，使缸中氣體 極其緩慢地膨脹，該過程是可逆的。8、判斷下列說法是否正確：-膨脹極其緩慢是準靜態(tài)過程， 無耗散的準靜態(tài)過程是可逆過程。（2）在絕熱容器中盛有液體，不停地攪拌液體， 使其溫度升高的過程是不可逆的。-液體溫度升高是由于摩擦生熱， 這是耗散過程，所以是不可逆的。（3）一定質量的

12、理想氣體，經歷某過程后，溫度升高了， 則該理想氣體系統在此過程中一定吸了熱。-溫度升高，表明理想氣體的內能增加， 根據熱力學第一定律，內能的改變由 做功和熱傳遞共同決定，所以不一定 吸熱。如：絕熱壓縮過程，Q=0，W0， 內能增加。9、一摩爾雙原子分子理想氣體，經歷如圖所示的循環(huán) ，其中是等溫過程，求循環(huán)效率。P（atm）Tabc2613V(l)其中 ab 和 ca 過程吸熱；bc 過程放熱。 解：熱循環(huán)。10、 一定質量的理想氣體氦經歷了如圖所示的ABCDA循環(huán)過程，各態(tài)參量如下：A(2P,V),B(2P,2V),C(P,2V),D(P,V) ,試求這循環(huán)ABCDA的效率。PV0ABCD解：

13、是熱循環(huán)。 PV圖上循環(huán)曲線所包圍面積等于循環(huán)過程對外所 做的功，故 AB，DA是吸熱過程，第 五 章 練 習1、熱力學第二定律表明：（ ）. 不可能從單一熱源吸收熱量使之全部變?yōu)橛杏霉?； . 在一個可逆過程中，工作物質凈吸熱等于對外做的功 ； . 摩擦生熱的過程是不可逆的 ； . 熱量不可能從溫度低的物體傳到溫度高的物體 。2、 根據熱力學第二定律判斷下列哪種說法是正確的？. 熱量能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 ； . 功可以全部變?yōu)闊?，但熱不能全部變?yōu)楣?； . 氣體能夠自由膨脹，但不能自動收縮 ； . 有規(guī)則運動的能量能夠變?yōu)闊o規(guī)則運動的能量，但無規(guī)則運動的能量

14、不能變?yōu)橛幸?guī)則運動的能量 。3、熵的玻爾茲曼關系式為 ， 熵的微觀意義是 。是系統內分子熱運動的無序性的一種量度（1）系統任一絕熱過程S = 0 。4、判斷下列說法是否正確：-根據熵增加原理可知，若此絕熱過程可逆，則S = 0；若此絕熱過程不可逆，則S 0 。 （2）系統任一可逆過程S = 0。 -根據熵增加原理，若系統是封閉絕熱的，則發(fā)生的可逆過程中熵不變。 （3）有人想設計一臺熱機，每循環(huán)一次可以從400K的高溫熱源吸熱1800J，向300K的低溫熱源放熱800J，同時對外做功1000J，這樣的設計能夠實現。-在同樣高低溫熱源之間工作的熱機中， 卡諾熱機的效率最高。此熱機的效率 超過了卡諾

15、機 ， 與卡諾定理矛盾。 5、求在一個大氣壓下把30g，-40的冰變?yōu)?100 的水蒸汽時的熵變。已知冰的比熱c1=2.1J/(gK)，水的比熱c2=4.2J/(gK)，一大氣壓下冰的熔化熱=334J/g，水的汽化熱L=2260J/g 。 解：（1）設冰與一系列溫度從40逐漸遞升到0的溫差無限小的熱源相接觸，溫度準靜態(tài)地由40升至0。 （2）假設0的冰與0的恒溫熱源相接觸，轉化成0的水。（3）假設0的水與一系列溫度從0逐漸遞升到100的溫差無限小的熱源相接觸，溫度準靜態(tài)地由0升至100。（4）假設100的水與100的恒溫熱源相接觸，轉化成 100的水蒸汽。（5）6、 0.1千克的鐵溫度為 57

16、3K，浸入溫度為288K的很大的水池中（此過程中水的溫度可看作不變），鐵的比熱為459.8J/（kg.k），試求鐵塊和水達到熱平衡時，水和鐵塊總的熵變S 。 解：（1）鐵放熱的過程是不可逆的。初態(tài)：573K；末態(tài)：288K。（2）由于水池很大，可認為水的溫度近似不變。水吸熱的過程滿足力、熱、化學平衡條件，且無耗散，可當作可逆過程。 擬定可逆過程：設想鐵與一系列溫差無限小、溫度從573K逐漸降低的熱源接觸，溫度準靜態(tài)地變?yōu)?88K。（3）第 六 章 練 習1、圖中O K線表示汽化曲線，那么圖中：. 態(tài)是液態(tài) ； . 態(tài)的壓強是飽和蒸汽壓 ； . 態(tài)是氣態(tài) ； . 從態(tài)到態(tài)一定要經過汽液共存的狀態(tài) 。ACBPTOK2、一根內徑很小的玻璃管插入水中，如圖所示，那么圖中各點處的壓強有如下關系：(a點與容器內的水面在同一高度). ； . ； . ； . 。acbd3、 如果氣態(tài)物質的溫度 ， 則無論施加多大的壓強都不能使其液