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1、1 大学物理热学试题题库及答案一、选择题： （每题 3 分）1、在一密闭容器中，储有A、B、C 三种理想气体，处于平衡状态A 种气体的分子数密度为 n1，它产生的压强为p1，B 种气体的分子数密度为2n1，C 种气体的分子数密度为3 n1，则混合气体的压强p 为(A) 3 p1(B) 4 p1(C) 5 p1(D) 6 p12、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)3、有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光
2、滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有0.1 kg某一温度的氢气， 为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气的质量为：(A) (1/16) kg (B) 0.8 kg(C) 1.6 kg (D) 3.2 kg 4、在标准状态下，任何理想气体在1 m3中含有的分子数都等于(A) 6.02 1023(B)6.02 1021(C) 2.691025(D)2.691023(玻尔兹曼常量k1.381023 JK1 ) 5、一定量某理想气体按pV2恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度(A) 将升高(B) 将降低(C) 不变(D)升高还是降低，不能确定6、一个容器内贮有1 摩尔氢气和1
3、摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1 和 p2，则两者的大小关系是：(A) p1 p2(B) p1T2，则(A) vp1 vp2，f(vp1) f(vp2)(B) vp1 vp2，f(vp1) f(vp2)(D) vp1 0，Q0，W0，Q0， W0(C)E0，Q0或0 或= 0：Q_， E _ 114、同一种理想气体的定压摩尔热容Cp大于定体摩尔热容CV，其原因是_ O p V a b c 18 115、 一定量的理想气体，从状态A 出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到体积V2，试示意地画出这三种过程的pV 图曲线在上述三种过程中：(1) 气体的内能增加的是_
4、过程；(3)气体的内能减少的是_过程116、一定量的理想气体，从pV 图上状态A 出发，分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V1膨胀到体积V2，试画出这三种过程的pV 图曲线在上述三种过程中：(1) 气体对外作功最大的是_过程；(3)气体吸热最多的是_过程117、 在大气中有一绝热气缸，其中装有一定量的理想气体，然后用电炉徐徐供热(如图所示)，使活塞(无摩擦地)缓慢上升在此过程中，以下物理量将如何变化？(选用“变大”、 “变小” 、 “不变”填空) (1) 气体压强 _；(3)气体分子平均动能_；(3) 气体内能 _118、一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到 2V1，分别经历
5、以下三种过程： (1) 等压过程； (2) 等温过程； (3)绝热过程其中：_过程气体对外作功最多；_过程气体内能增加最多；_过程气体吸收的热量最多119、将热量Q 传给一定量的理想气体，(1)若气体的体积不变，则热量用于_(2)若气体的温度不变，则热量用于_(3)若气体的压强不变，则热量用于_120、已知一定量的理想气体经历pT 图上所示的循环过程，图中各过程的吸热、放热情况为：(1) 过程 12 中，气体 _(2) 过程 23 中，气体 _pOVV1V2ApOV V1V2Ap T O 1 2 3 19 (4)过程 31 中，气体 _121、3 mol 的理想气体开始时处在压强p1 =6 a
6、tm、温度 T1 =500 K 的平衡态经过一 个等温过程，压强变为p2 =3 atm该气体在此等温过程中吸收的热量为Q _J (普适气体常量11KmolJ31. 8R) 122、压强、体积和温度都相同的氢气和氦气(均视为刚性分子的理想气体)，它们的质量之比为m1m2=_，它们的内能之比为E1E2=_，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为W1W2= _(各量下角标1 表示氢气， 2 表示氦气 ) 123、刚性双原子分子的理想气体在等压下膨胀所作的功为W，则传递给气体的热量为 _124、已知 1 mol 的某种理想气体(其分子可视为刚性分子)，在等压过程中温度上升 1
7、K，内能增加了20.78 J，则气体对外作功为_，气体吸收热量为 _(普适气体常量11KmolJ31.8R) 125、常温常压下，一定量的某种理想气体(其分子可视为刚性分子，自由度为i)，在等压过程中吸热为Q，对外作功为W，内能增加为E，则W/Q=_QE /_126、1 mol 的单原子理想气体，从状态I (p1,V1)变化至状态II (p2,V2)，如图所示，则此过程气体对外作的功为_ _，吸收的热量为_ 127、一定量理想气体，从 A 状态(2p1，V1)经历如图所示的直线过程变到B 状态 (2p1，V2)，则 AB 过程中系统作功 W_；内能改变E=_ pVOII ( p2,V2)I (
8、p1,V1)pOVV12V1p12p1AB20 128、有 1 mol 刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功W，则其温度变化T_；从外界吸取的热量Qp_129、2 mol 单原子分子理想气体，从平衡态1 经一等体过程后达到平衡态2，温度从 200 K 上升到500 K，若该过程为平衡过程，气体吸收的热量为_；若为不平衡过程，气体吸收的热量为_130、一气缸内贮有 10 mol 的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功 209J，气体升温1 K，此过程中气体内能增量为_ ，外界传给气 体的热量为 _ (普适气体常量R = 8.31 J/mol K) 131、如图所示，理想气体从状态
9、A 出发经ABCDA 循环过程，回到初态A 点，则循环过程中气体净吸的热量为Q =_132、 一个作可逆卡诺循环的热机，其效率为，它 逆向运转时便成为一台致冷机, 该致冷机的致冷系数212 TTTw，则与 w 的关系为 _133、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_ 134、如图，温度为T0，2 T0，3 T0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1) abcda，(2) dcefd，(3) abefa，其效率分别为1_，2_，3 _ 135、一热机从温度为727的高温热源吸热，向温度为527的低温热源放热若p (atm) V (L) B A C D 20
10、 40 4 12 p (N/m2)V (m3)O141040pOV3T02T0T0fadbce21 热机在最大效率下工作，且每一循环吸热2000 J ，则此热机每一循环作功_ _ J136、有一卡诺热机，用290 g 空气为工作物质，工作在27的高温热源与73 的低温热源之间，此热机的效率_若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到2.718 倍，则此热机每一循环所作的功为_ (空气的摩尔质量为 2910-3kg/mol，普适气体常量R8.31 11KmolJ) 137、 可逆卡诺热机可以逆向运转逆向循环时 , 从低温热源吸热,向高温热源放热,而且吸的热量和放出的热量等于它正循环时向低温热源放出的热量
11、和从高温热源吸的热量.设高温热源的温度为T1 =450 K , 低温热源的温度为T2 =300 K, 卡诺热机逆向循环时从低温热源 吸热Q2 =400 J，则该卡诺热机逆向循环一次外界必须作功 W_138、一卡诺热机(可逆的 )，低温热源的温度为27，热机效率为40，其高温热源温度为 _ K今欲将该热机效率提高到50，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加_ K139、在一个孤立系统内，一切实际过程都向着_的方向进行这就是热力学第二定律的统计意义从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是_140、从统计的意义来解释, 不可逆过程实质上是一个_ _的转变过程 , 一切实际过程都向着_ _
12、的方向进行三、计算题： （每题 10 分）141、容积 V1 m3的容器内混有N1 1.01025个氢气分子和N24.01025个氧气分子， 混合气体的温度为400 K，求：(1) 气体分子的平动动能总和 (2) 混合气体的压强(普适气体常量R8.31 Jmol-1K-1 ) 142、 许多星球的温度达到108 K 在这温度下原子已经不存在了，而氢核 (质子 )是存在的 若 把氢核视为理想气体，求：(1) 氢核的方均根速率是多少？(2) 氢核的平均平动动能是多少电子伏特？22 （普适气体常量R8.31 Jmol1K1，1 eV 1.61019 J，玻尔兹曼常量k1.38 1023 JK1 )
13、143、 如图所示，一个四周用绝热材料制成的气缸，中间有一用导热材料制成的固定隔板C 把气缸分成A、B两部分 D 是一绝热的活塞 A 中盛有 1 mol 氦气，B 中盛有 1 mol氮气 (均视为刚性分子的理想气体)今外界缓慢地移动活塞D，压缩 A 部分的气体， 对气体作功为W，试求在此过程中B 部分气体内能的变化144、 如图所示， C 是固定的绝热隔板，D 是可动活塞，C、D 将容器分成 A、B 两部分开始时A、B 两室中各装入同种类的理想气体，它们的温度T、体积 V、压强 p 均相同，并与大气压强相平衡现对A、B两部分气体缓慢地加热，当对 A 和 B 给予相等的热量Q 以后， A 室中气体的温度升高度数与B 室中气体的温度升高度数之比为7:5(1)求该气体的定体摩尔热容CV和定压摩尔热容Cp(2)B 室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功？145、将 1 mol 理想气体等压加热，使其温度升高72 K，传给它的热量等于1.60103 J，求：(1) 气体所作的功W；(2) 气体内能的增量E；(3) 比热容比(普适气体常量11KmolJ31.8R) 146、 1 mol 双原子分子理想气
