长沙理工大学物理热学题库及答案

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1、学而不思则惘，思而不学则殆一、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，

2、中间被一光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 kg4、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)6.021021 (C) 2.691025 (D)2.691023 (玻尔兹曼常量k1.381023JK1) 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

3、器内贮有1 摩尔氢气和 1 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，则精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 40 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思则惘，思而不学则殆 (A) vp1 vp2，f(vp1) f(vp2) (B) vp1 vp2，f (vp1)

4、 f ( vp2) (C) vp1 f ( vp2) (D) vp1vp2，f ( vp1)0，Q 0，W 0，Q 0，W 0 (C)E0，Q 0，W 0 (D) E0，Q 0，W 0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_ 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 _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

5、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O p V a b c pOVV1V2ApOVV1V2A精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 40 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思则惘，思而不学则殆 117、在大气中有

6、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

7、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 _ (4) 过程 31 中，气体 _121、3 mol 的理想气体开始时处在压强p1 =6 atm 、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p T O 1 2 3 精品p

8、 d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 40 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思则惘，思而不学则殆的质量之比为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

9、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 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

10、A状态 (2 p1，V1)经历如图所示的直线过程变到B状态(2 p1，V2) ，则 AB过程中系统作功 W _ ；内能改变E=_ 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pVOII ( p2,V2)I (p1,V1)pOVV12V1p12p1AB精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 40

11、 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思则惘，思而不学则殆从 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 A出发经ABCDA循环过程，回到初态A点，则循环过程中气体

12、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212TTTw，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 40 4 12 p (N/m2)V (m3

13、)O141040pOV3T02T0T0fadbce精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 40 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思则惘，思而不学则殆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 _ _ J 136 、有一卡诺热机，用290 g 空气为工作物质，工作在27的高温热源与的低温热源之间， 此热机的

14、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2910-3 kg/mol ，普适气体常量R 8.31 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 )

15、 ，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_ _ 的方向进行三、计算题： （每题 10 分）141、容积 V1 m3的容器内混有N11.0 1025个氢气分子和N24.01025个精品p d f 资料 -

16、 - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 23 页，共 40 页 - - - - - - - - - - 精品学习资料 - - -p d f 精品资料 - - - - - - - - - - - - - - -学而不思则惘，思而不学则殆氧气分子，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 J mol-1K-1 ) 142、许多星球的温度达到108K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？（普适气体常量 R 8.31 J mol1K1，1 eV1.6 1019 J ，玻尔兹曼常量 k1.38 1023 J K1 ) 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