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1、1热 学 课 后 测 试 题 解 答一、选择题：1. 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： (A) pV / m (B) pV / (kT)(C) pV / (RT) (D) pV / (mT) B 提示：本题测试的是理想气体状态方程的概念的外延，它可以有一些变化形式：或 。RTMpVnkVNp在本题中，通过该式就可以得到 N= pV / (kT) 2. 关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度 (2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义(3)
2、 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同 (4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度这些说法中正确的是 (A) (1)、(2) 、(4) (B) (1)、(2) 、(3) (C) (2)、(3) 、(4) (D) (1)、(3) 、(4) B 提示：本题测试的是气体温度的概念及其内涵。其中（1）温度高，分子运动剧烈， 。所以气体的温度是分2123vmkTw子平均平动动能的量度 是正确的。（2） 温度的统计意义：T 是气体分子平均平动动能的量度，T 越高，分Kw3子内部热运动越激烈，分子热运动的能量就越大，它是大量分子热运动的集体表现，具有统计意义。所以也是正确的。（3）同理
3、，温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同也是正确的。（4）温度是统计量，它并不能反映单个分子的情况。3. 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 (A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同 (C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强 (D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 C 提示：本题测试的是气体的理想气体状态方程和平均平动动能的概念。可以变形为： ，RTMpVRTPVM2123vmkw在本题中，分子平均平动动能相同，也就意味着温度相同，而密度相同，也就意味着相同，由于 的差别，两者压强不同， 小的压强反而大，所以两个气体：
4、 温度相同，RTP但氦气的压强大于氮气的压强 4. 在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比 V1 / V2=1 / 2 ，则其内能之比 E1 / E2 为: H2 O22(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 3 C 提示：本题测试的是分子的内能的概念，一个分子自由度为 i，则该分子的内能为 ，气体的总能量=N 。kTi2kTi在本题中， ，当 V1 / V2=1 / 2 时，氧气和氦气的分子个数之比为：nVNp1/2，每个分子的内能之比为：5/3。所以其内能之比是 5/6。5. 在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若
5、提高为原来的 2 倍，则(A) 温度和压强都提高为原来的 2 倍 (B) 温度为原来的 2 倍，压强为原来的 4 倍 (C) 温度为原来的 4 倍，压强为原来的 2 倍 (D)温度和压强都为原来的 4 倍 D 提示：本题测试的是平均速率的概念,即它与温度压强的关系，以及理想气体的状态方程： RT.mkTv6018 RTMpV在本题中，理想气体分子的平均速率若提高为原来的 2 倍，由式子可知温度为原来的4 倍，再由理想气体的状态方程可知压强也将变为原来的 4 倍。6. 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 和平均自由程 的变化情况是：Z(
6、A) 和 都增大一倍 (B) 和 都减为原来的一半 (C) 增大一倍而 减为原来的一半 Z(D) 减为原来的一半而 增大一倍 C 提示：本题测试的是分子的平均碰撞频率 和平均自由程 的概念。Z平均碰撞频率： 内，一个分子与其它分子碰撞的平均次数 其中s1 vndZ2， ，RT.mkTv608KPn平均自由程：分子在两次碰撞之间自由运动的平均路程 ，pdkTnd221可以看出这两者与气体的压强和温度有关。在本题中，当温度不变而压强增大一倍时， 也将增大一倍，而vZ23将减为原来的一半。pdkTnd2217. 关于可逆过程和不可逆过程的判断： (1) 可逆热力学过程一定是准静态过程 (2) 准静态
7、过程一定是可逆过程 (3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程 (4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程 以上四种判断，其中正确的是 (A) (1)、(2)、(3) (B) (1)、(2)、(4) (C) (2)、(4) （D） (1)、(4) D 提示：本题测试的是可逆过程的概念。可逆过程：一个系统，由某一状态 A 出发，经某一过程 C 变化到另一状态 B。如果存在另一过程，经历和原来完全一样的中间状态，使系统和外界完全复原。无摩擦的准静态过程（平衡过程）是可逆的。有摩擦的准静态过程或无摩擦的非准静态过程是不可逆的。在本题中，很容易判断出来（1）（4）是正确的，（3）的错误在于不可逆过程
8、不是不能逆向进行，而是说当过程逆向进行时，逆过程在外界留下的痕迹不能将原来正过程的痕迹完全消除。8. 理想气体向真空作绝热膨胀 (A) 膨胀后，温度不变，压强减小 (B) 膨胀后，温度降低，压强减小(C) 膨胀后，温度升高，压强减小 (D) 膨胀后，温度不变，压强不变 A 提示：本题测试的是关于绝热膨胀的概念以及相关物理量的改变。在本题中，特别要注意是在真空中的绝热变化，由于在真空中，气体体积的变化不做功，所以 A=0，又是绝热变化，所以 Q=0，这样 E=0 ，也就是说温度不变；再利用理想气体状态方程 我们就知道，温度不变，体积变大，则压强减小。本题RTMpV易错选答案（C），就是忽略了真空
9、的情况，如果在空气中，气体膨胀要对外做功，则A0, E0。温度升高。9. 一定量的理想气体，经历某过程后，温度升高了则根据热力学定律可以断定：(1) 该理想气体系统在此过程中吸了热 (2) 在此过程中外界对该理想气体系统作了正功 (3) 该理想气体系统的内能增加了 (4) 在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功 以上正确的断言是： (A) (1)、(3) (B) (2)、(3) (C) (3) (D) (3)、(4) (E) (4) C 提示：本题测试热力学中热、功和内能的概念及它们之间的关系；以及对热力学第一定律的理解： ；内能是温度的单值函数。AEQ所以在本题中，通过温度升高
10、可以确定内能是增加的，其他的均不确定。10. 根据热力学第二定律可知： (A) 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功 4(B) 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体 (C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程 (D) 一切自发过程都是不可逆的 D 提示：本题测试的是对热力学第二定律的理解。其中开尔文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从单一热源吸取热量，使之变成有用的功，而其它物体不发生变化，它的叙述指出：热功转化的不可逆性；克劳修斯表述：热量不能自动地从低温物体传向高温物体，它的叙述指出：热传导的不可逆性。热力学第二定律的实质：自然界的一切自发的运动都是有方向
11、性的，不可逆。在本题中（A）（B）都少了自动两个字，所以表述不准确；（C）是错误的理解了不可逆过程；（D）是热力学第二定律的实质，是正确的。答案：（D）二、填空题：1. 在容积为 102 m3 的容器中，装有质量 100 g 的气体，若气体分子的方均根速率为 200 m s1，则气体的压强为 _1.33105 Pa 提示：本题测试的是气体的理想气体压强的概念： ，其中：wnp32， ，所以压强公式可变为：21vwmVMNVnolA21vVM在本题中，进行了以上的分析后，可得到： Pavp5203.12. A、B、C 三个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为nA nB nC421，而分子
12、的平均平动动能之比为 124，则它们AwBC的压强之比 _ 111 _ Ap提示：本题测试的是压强和分子平动动能的概念以及它们的关系： wnp3在本题中，直接代入公式既可得到 444。 也就是 111 3. 容器中储有 1 mol 的氮气，压强为 1.33 Pa，温度为 7 ，则(1) 1 m3 中氮气的分子数为_3.4410 20； (2) 容器中的氮气的密度为_1.6 10 5 kg/m3_； (3) 1 m3 中氮分子的总平动动能为_ 2 J _ (玻尔兹曼常量 k1.3810 23 JK1 , N2 气的摩尔质量 Mmol2810 3 kgmol1 , 普适气体常量 R8.31 Jmo
13、l 1K1 ) 提示：本题测试的是理想气体状态方程这个概念的外延，也就是可以进行形式上的变化：，也可以写成： ，通过该式就可以得到 N= TMpVnkTVpp (N/m2) V (m3) O 1 4 10 40 5pV / (kT)以及 ，每个分子的平动动能 E=RTPVMkT23在本题中，1 mol 的氮气，压强为 1.33 Pa，温度为 7 ，就可代入上式计算出 4. 气体经历如图所示的一个循环过程，在这个循环中，外界传给气体的净热量是 90J 提示：本题测试的是做功的概念，热循环的概念以及它们的计算，可以通过 P-V 图形来进行的有关循环的计算。在 P-V 图形中，曲线与横轴围成的面积代表做功情况；一个循环过程内能的变化为零；Q=A=S。在本题中，图形围成的面积为 90J。5. 1 mol 理想气体在 T1
