物理學(xué)院熱學(xué)習(xí)題集含答案

/物理與電氣工程學(xué)院2011級《熱學(xué)》復(fù)習(xí)習(xí)題集〔含部分答案判斷題1.相對壓強系數(shù)的定義是。<X>2.可以使得華氏溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)的讀數(shù)恰好相等?！瞃3.若系統(tǒng)與外界沒有熱流存在,則一定處在平衡態(tài)。〔x4.兩容器分別貯有氧氣和氫氣,由于它們的壓強、溫度、體積都相同,則兩瓶氣體內(nèi)分子速率分布也一定相同?！瞲5.絕對溫度是分子熱運動劇烈程度的量度?！瞃6.互為熱平衡的物體之間具有相同的熱量?！瞂7.加速器中粒子的溫度隨速度的增加而升高?！瞂8.器壁分子與氣體分子間的吸引力對氣體壓強不作貢獻?！瞂9.布朗運動不僅能說明分子無規(guī)則運動,更能說明熱運動所必然有的漲落現(xiàn)象。<Y>10.系統(tǒng)經(jīng)一個正循環(huán)后,系統(tǒng)本身沒有變化。〔Y11.氣體的熱容量只是溫度的單值函數(shù),與氣體體積無關(guān)。<X>12.分子的內(nèi)能僅僅是溫度的單值函數(shù),與體積無關(guān)。〔X13.壓強不變時,溫度越高,分子的平均碰撞頻率越大。<Y>14.任何沒有體積變化的過程就一定不對外作功。〔X15.麥克斯韋速率分布律是理想氣體在平衡態(tài)時存在的規(guī)律。〔Y16.理想氣體等溫膨脹,從單一熱源吸熱全部轉(zhuǎn)化為對外作功?！瞂17.理想氣體的絕熱節(jié)流過程前后焓值不變。〔Y18.理想氣體的絕熱節(jié)流過程中焓值不變?！瞂19.氣體經(jīng)絕熱節(jié)流過程溫度一定會降低?！瞂20.杜瓦瓶制成的理論根據(jù)是在溫度一定的條件下,超高真空氣體單位時間內(nèi)在單位面積上所傳遞的熱量與壓強成正比?！瞃21.狀態(tài)圖上過程線與橫軸及兩條垂直于橫軸的直線所包圍圖形的面積的意義為在該過程中系統(tǒng)與外界所作功交換的數(shù)值。<X>22.第二類永動機違反了熱力學(xué)第一定律?！瞂23.第二類永動機違背了熱力學(xué)第二定律的開爾文表述?！瞃24.第二類永動機違背了熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述。<X>25.第一類永動機并不違反熱力學(xué)第二定律。〔Y26.熱力學(xué)第二定律說明熱機效率不能大于100%。〔X27.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述表明從單一熱源吸熱全部轉(zhuǎn)化為對外作功是不可能的。〔X28.恒溫加熱使水蒸發(fā)的過程是可逆的。〔X29.可逆過程必然是無耗散的準(zhǔn)靜態(tài)過程。〔Y30.任何可逆熱機的效率都可表示為。〔Y31.肥皂膜的膜內(nèi)壓強比膜外壓強高。<X>32.冰的熔點隨壓強的增大而降低?！瞃33.液體的表面張力系數(shù)與溫度有關(guān),而與液面面積無關(guān)。〔Y二、填空題1.建立一種溫標(biāo)需要包含的三種要素是建立固定點、測溫物質(zhì)與屬性、和測溫屬性與溫度的變化關(guān)系。2.常見的經(jīng)驗溫標(biāo)有：攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)。3.請舉出一種常見的非經(jīng)驗溫標(biāo)：絕對溫標(biāo)。4.溫度計制成的理論依據(jù)是：熱力學(xué)第零定律。5.請寫出范德瓦耳斯氣體的狀態(tài)方程：。6.對于處于平衡態(tài)的理想氣體而言,。7.若表示一種氣體分子的速率分布函數(shù),且假設(shè)其速率都不超過光速c,則的物理意義是氣體系統(tǒng)的平均速率。8.若為氣體分子按麥克斯韋速率分布函數(shù),寫出的物理意義：。9.圖1表示兩種不同理想氣體分子的速率分布曲線,則〔填>10.圖1表示理想氣體分子不同溫度的速率分布曲線,則〔填><11.試寫出氣體擴散系數(shù)的表達式：。12.杜瓦瓶制成的理論根據(jù)是：。13.大氣標(biāo)高反映了這對矛盾。14.恒溫重力場中大氣壓強公式為：。15.黏性系數(shù)與分子數(shù)密度之間的關(guān)系為：。16.熱力學(xué)第一定律揭示了功和熱量都是內(nèi)能變化的一種量度。17.一定量的理想氣體從同一態(tài)分別經(jīng)歷等溫、等壓和絕熱過程,使氣體體積增加一倍,其中等壓過程氣體對外作功最大。18.理想氧氣從初態(tài)〔等壓變至末態(tài)〔,其內(nèi)能改變?yōu)椤?9.理想氣體所經(jīng)歷的準(zhǔn)靜態(tài)過程中,若狀態(tài)方程的微分形式是,則必然是等容過程。20.理想氣體所經(jīng)歷的準(zhǔn)靜態(tài)過程中,若狀態(tài)方程的微分形式是,則必然是等溫過程。21.在圖上,絕熱過程的絕熱指數(shù)的幾何意義可表示為：。22.一熱機經(jīng)歷的循環(huán)過程如左圖所示,該熱機為卡洛熱機,圖中閉合循環(huán)線所圍的面積表示。23.在右圖中陰影部分面積表示。24.熱力學(xué)第二定律的開爾文表述是。25.理想氣體的可逆絕熱過程中,熵不變。26.試寫出三種不可逆過程的實例：、、。27.球形肥皂膜〔曲率半徑為的內(nèi)外壓強差為。28.液體具有長程無序和短程有序的性質(zhì)〔填有序或無序。三、選擇題1．以下哪種說法不能反映物質(zhì)的微觀模型〔CA.物質(zhì)由大數(shù)分子組成B.分子處于不停的熱運動中C.分子本身的線度比分子之間的距離小得多而可忽略不計D.分子間存在相互作用力2.人坐在橡皮艇里,艇浸入水中一定深度。到夜晚溫度降低了,但大氣溫度不變,則艇浸入水中的深度將〔DA．減少B．增加C．不變D．不能確定3.對于處在平衡態(tài)的理想氣體而言,有〔CA．B．C．D．4.的物理意義是〔DA．分子速率介于之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率B．分子速率介于之間的所有分子的速率之和C.分子速率介于之間的所有分子的平均速率D．分子速率介于之間的所有分子數(shù)5.下列各量中不屬于態(tài)函數(shù)的是<A>A．熱量B．熵C．焓D．內(nèi)能6.下列各量中屬于態(tài)函數(shù)的是<C>A．熱量B．功C．焓D．能量7．以下哪種說法是正確的〔CA.對于同種氣體,平均自由程與平均速率有關(guān)B.根據(jù)能均分定理,所有的自由度都將平均承擔(dān)的能量C.在溫度一定的條件下,超高真空氣體單位時間內(nèi)在單位面積上所傳遞的熱量與壓強成正比D.只有對于分子數(shù)目大于1000的熱力學(xué)系統(tǒng),溫度才有意義8.關(guān)于熱力學(xué)第一定律的說法,不正確的是〔DA.第二類永動機并不違反熱力學(xué)第一定律B.熱力學(xué)第一定律表明作功和熱傳遞都是內(nèi)能變化的一種量度C.一切熱力學(xué)系統(tǒng)發(fā)生的過程都必須滿足熱力學(xué)第一定律D.熱力學(xué)第一定律的微分表達式一定可以寫為9.下列說法正確的是〔CA.準(zhǔn)靜態(tài)過程一定是可逆過程B.準(zhǔn)靜態(tài)過程一定是不可逆過程C.準(zhǔn)靜態(tài)過程一定不是可逆過程D.以上說法都不對10.在圖上,的等溫過程的斜率是同一體積處絕熱過程斜率的〔C倍。A.B.C.D.11．在圖上,理想氣體的等溫過程的斜率是同一體積處絕熱過程斜率的〔A倍。A.B.C.D.12.室溫下一定量的理想氣體氧的體積為,壓強為,經(jīng)過一多方過程后體積變?yōu)?壓強為,則多方指數(shù)為〔CA．2B．1C．D．013.一卡諾熱機高溫?zé)嵩礈囟仁?00K,每兩個循環(huán)從此熱源中吸取100cal的熱量,并向一低溫?zé)嵩捶懦?0cal的熱量,則低溫?zé)嵩吹臏囟仁恰睟A.160KB.320KC.640KD.1344K14．室溫下某理想氣體的體積為,經(jīng)過一絕熱過程后溫度升高為,體積變?yōu)?則該氣體的摩爾定容熱容量為〔DA．2B．C．D．15.理想氣體由〔經(jīng)絕熱過程變?yōu)椤菜鞯墓椤睞A.B.C.D.16.對于作準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程的理想氣體而言,若,初、末態(tài)的態(tài)參量分別為和,則過程前后系統(tǒng)對外界所作的功為〔AA.B.C.D.17．關(guān)于熱機效率的說法,正確的是〔CA．熱機效率的定義式可寫為B．實際熱機的效率不能達到1,但可以向1無限趨近C．熱機效率的公式表明只有一個熱源的熱機是不能工作的D．熱機效率表征了工作物質(zhì)從吸收的熱量中放出熱量的能力18．關(guān)于熱力學(xué)第二定律的說法,不正確的是〔CA.第二種永動機不可能制成B.一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的C.不可能從單一熱源吸取熱量,使之完全變?yōu)橛杏玫墓.熱力學(xué)第二定律適用于有限范圍內(nèi)的宏觀過程19．液體與固體的接觸角取為〔時,液體完全潤濕固體。A．B．C．D．20.液體與固體的接觸角取為〔時,液體潤濕固體。A．B．C．D．以上都不對21．液體與固體的接觸角取為〔時,液體不潤濕固體。A．B．C．D．四、計算題1.把、的氮氣壓入容積為的容器中。容器中原已充滿同溫、同壓下的氧氣,試求混合氣體的壓強和兩種氣體的分壓。設(shè)容器中氣體溫度保持不變。2.根據(jù)麥克斯韋速率分布律,求。3.根據(jù)麥克斯韋速率分布律,求。4.根據(jù)麥克斯韋速率分布律,求。5．根據(jù)麥克斯韋速率分布律,求。6．根據(jù)麥克斯韋速率分布律,求。7.已知范德瓦爾斯氣體狀態(tài)方程,其內(nèi)能為,其中均為常數(shù),試求：〔1該氣體從等溫膨脹到時所做的功；〔2該氣體在定體下溫度升高所吸收的熱量。8．1氣體作準(zhǔn)靜態(tài)等溫膨脹,由初體積變?yōu)榻K體積,試計算這過程中所做的功。若狀態(tài)方程是：〔1<是常數(shù)>;〔2<,>9．室溫下一定量理想氣體氧的體積為,壓強為,經(jīng)過一多方過程后體積變?yōu)?壓強為。試求：〔1多方指數(shù);<2>內(nèi)能的變化；〔3吸收的熱量；〔4氧膨脹時對外界所做的功。設(shè)氧的.10.有一除底部外都是絕熱的氣筒,被一位置固定的導(dǎo)熱板隔成相等的兩部分A,B,其中各盛有1mol的理想氣體氮。今將334.4J的熱量緩慢地從底部供給氣體,設(shè)活塞上的壓強始終保持為0.101Mpa,〔1求A部和B部溫度的改變以及各部吸收的熱量〔導(dǎo)熱板的熱容可以忽略?！?若將位置固定的導(dǎo)熱板換成可以自由滑動的絕熱隔板,重復(fù)上述討論。11.如圖,為理想氣體氮的循環(huán)過程,整個過程由兩條等壓線和兩條等容線組成。求循環(huán)效率。12．已知某種理想氣體在圖上的等溫線與絕熱線的斜率之比為0.714,現(xiàn)1mol該種理想氣體在圖上經(jīng)歷如圖所示循環(huán),試問：〔1該氣體的是多少？〔2循環(huán)效率是多少？13.理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過程,其中ab為等溫過程,ca為絕熱過程<已知>,并已知a點的狀態(tài)參量為,b點的狀態(tài)參量為,問<1>氣體在,兩過程中是否和外界交換熱量？吸熱還是放熱？<2>求c點對應(yīng)的狀態(tài)參量.<3>該循環(huán)是不是卡諾循環(huán)？<4>該循環(huán)的效率。14.1單原子理想氣體經(jīng)歷如圖所示的可逆循環(huán)。聯(lián)結(jié)兩點的曲線方程為,點的溫度為。試以表示：〔1在過程中傳輸?shù)臒崃浚弧?此循環(huán)效率。15.用絕熱壁作成一圓柱形的容器,在容器中間放置一無摩擦、絕熱的可動活塞,活塞兩側(cè)各有等量的理想氣體,開始狀態(tài)均為、、,設(shè)氣體定容摩爾熱容量為常數(shù),絕熱指數(shù)。將一通電線圈放到活塞左側(cè)的氣體中,對這部分氣體緩慢地加熱,左側(cè)氣體膨脹,同時通過活塞壓縮右方氣體,最后使右方氣體的壓強增大為。問：<1>對活塞右側(cè)氣體作了多少功？<2>右側(cè)氣體的終溫是多少？<3>左側(cè)氣體的終溫是多少？<4>左側(cè)氣體吸收了多少熱量？16.用絕熱壁作成一圓柱形的容器,在容器中間放置一無摩擦、絕熱的可動活塞,活塞兩側(cè)各有等量的理想氣體,開始狀態(tài)均為、、。設(shè)氣體定容摩爾熱容量為常數(shù),絕熱指數(shù)。將一通電線圈放到活塞左側(cè)的氣體中,對這部分氣體緩慢地加熱,左側(cè)氣體膨脹,同時通過活塞壓縮右方氣體,最后使右方氣體的壓強增大為。問:對活塞右側(cè)氣體作了多少功？<2>右側(cè)氣體的終溫是多少？<3>左側(cè)氣體的終溫是多少？17.如圖所示,已知玻璃截面積為A,小球質(zhì)量為m,小球平衡時理想氣體體積為,壓強為〔為大氣壓。當(dāng)小球偏離平衡位置后作上下振動,設(shè)瓶內(nèi)氣體進行的過程為準(zhǔn)靜態(tài)絕熱過程,若已知小球的振動周期為T,求出該理想氣體的摩爾定容熱容量。18.如圖所示,〔理想氣體在1點的狀態(tài)參量為；3點的狀態(tài)參量為。圖中1-3為等溫線,1-4為絕熱線,1-2和4-3均為等壓線,2-3為等體線。試用不