大学物理(气体动理论习题).ppt

1 一定量的理想气体 经历某过程后 它的温度升高了 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 C A 1 3 B 2 3 C 3 D 3 4 E 4 2 某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环 I abcda 和II a b c d a 且两条循环曲线所围面积相等 设循环 的效率为 每次循环在高温热源处吸的热量为Q 循环II的效率为 每次循环在高温热源处吸的热量为Q 则 B A Q Q B Q C Q Q D Q Q 3 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小 图中阴影部分 分别为S1和S2 则二者的大小关系是 A S1 S2 B S1 S2 C S1 S2 D 无法确定 B 4 一绝热容器被隔板分为两半 一半是真空 另一半理想气体 若把隔板抽出 气体将进行自由膨胀 达到平衡后 A 温度不变 熵增加 B 温度升高 熵增加 C 温度降低 熵增加 D 温度不变 熵不变 A B 5 用下列两种方法 1 使高温热源的温度T1升高 T 2 使低温热源的温度T2降低同样的 T值 分别可使卡诺循环的效率升高 1和 2 两者相比 A 1 2 B 1 2 C 1 2 D 无法确定哪个大 6 一定量某理想气体所经历的循环过程是 从初态 V0 T0 开始 先经绝热膨胀使其体积增大1倍 再经等容升温回复到初态温度T0 最后经等温过程使其体积回复为V0 则气体在此循环过程中 A 对外作的净功为正值 B 对外作的净功为负值 C 内能增加了 D 从外界净吸的热量为正值 B 7 一定的理想气体 分别经历了上图的abc的过程 上图中虚线为ac等温线 和下图的def过程 下图中虚线df为绝热线 判断这两个过程是吸热还是放热 A A abc过程吸热 def过程放热 B abc过程放热 def过程吸热 C abc过程和def过程都吸热 D abc过程和def过程都放热 8 用下列两种方法 1 使高温热源的温度T1升高 T 2 使低温热源的温度T2降低同样的 T值 分别可使卡诺循环的效率升高 1和 2 两者相比 B A 1 2 B 1 2 C 1 2 D 无法确定哪个大 9 一定量的理想气体从体积V1膨胀到体积V2分别经历的过程是 AB等压过程 AC等温过程 AD绝热过程 其中吸热最多的过程 A A 是AB B 是AC C 是AD D 既是AB也是AC 两过程吸热一样多 10 温度为25 C 压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体 经等温过程体积膨胀至原来的3倍 1 计算这个过程中气体对外的功 2 假设气体经绝热过程体积膨胀至原来的3倍 那么气体对外做的功又是多少 摩尔气体常数 解 1 等温过程气体对外作功为 2 绝热过程气体对外作功 11 试证明2摩尔的氦气和3摩尔的氧气组成的混合气体在绝热过程中也有PV c 而 31 21 氧气 氦气以及它们的混合气均看作理想气体 状态方程 PV 5RT 证 氦氧混合气体的定容热容量 由上两式消去dT 即 积分得 绝热过程中用热力学第一定律 12 汽缸内贮有36g水蒸汽 视为理想气体 经abcda循环过程如图所示 其中a b c d为等容过程 b c等温过程 d a等压过程 试求 1 Wda 2 DEab 3 循环过程水蒸气作的净功W 4 循环效率h 注 循环效率h W Q1 W为循环过程水蒸汽对外作的净功 Q1为循环过程水蒸气吸收的热量 1atm 1 013 105Pa 解 水的质量 水的摩尔质量 13 一卡诺热机 可逆的 当高温热源温度为127 C 低温热源温度为27 C时 其每次循环对外作的净功为8000J 今维持低温热源温度不变 提高高温热源的温度 使其每次循环对外作的净功为10000J 若两个卡诺循环都工作在相同的两条绝热线之间 试求 1 第二个循环热机的效率 2 第二个循环高温热源的温度 解 1 第二个循环热机的效率 又 第二个循环所吸的热 2 14 如图所示 abcda为1mol单原子分子理想气体的循环过程 求 1 气体循环一次 在吸热过程中从外界共吸收的热量 2 气体循环一次做的净功 3 证明TaTc TbTd 所吸热为 解 过程ab和bc为吸热过程 2 气体循环一次做的净功为图中矩形面积 3 证明TaTc TbTd 15 如图示 有一定量的理想气体 从初状态a P1 V1 开始 经过一个等容过程达到压强为P1 4的b态 再经过一个等压过程达到状态c 最后经等温过程而完成一个循环 求该循环过程中系统对外作的功W和净吸热量Q 解 设状态C的体积为V2 则由a c两状态的温度相同 故有 又 循环过程 而在ab等容过程中功 在bc等压过程中功 在ca的过程 在整个循环过程系统对外作的功和吸收的热量为 负号说明外界对系统作功 系统对外放热 16 汽缸内有2mol氦气 He 初始温度为27 C 体积为20升 先将氦气定压膨胀 直至体积加倍 然后绝热膨胀 直至回复初温为止 若把氦气视为理想气体 试求 1 在P V图上大致画出气体的状态变化 2 在这过程中氦气吸热多少 3 氦气的内能变化是多少 4 氦气所作的总功是多少 17 0 02kg的氦气 视为理想气体 温度由17 C升为27 C 若在升温过程中 1 体积保持不变 2 压强保持不变 3 不与外界交换热量 试分别求出气体内能的改变 吸收的热量 外界对气体作的功 18 一定量的刚性双原子分子气体 开始时处于压强为P0 1 0 105Pa 体积为V0 4 10 3m3 温度为T0 300K的初态 后经等压膨胀过程温度上升到T1 450K 再经绝热过程温度将回到T2 300K 求整个过程中对外作的功 19 一定质量的理想气体 由状态a经b到达c 如图 abc为一直线 求此过程中 1 气体对外做的功 2 气体内能的增加 3 气体吸收的热量 1atm 1 013 105Pa 20 1mol单原子分子理想气体的循环过程如T V图所示 其中C点的温度为Tc 600K 试求 1 ab bc ca各个过程系统吸收的热量 2 经一循环系统所作的净功 3 循环的效率 注 循环效率h W Q1 W为循环过程系统对外作的净功 Q1为循环过程系统从外界吸收的热量 1n2 0 693 解 单原子分子的自由度i 3 从图可知 ab是等压过程 2 3 21