南华大学热学复习资料

1、一、煤油燃烧后所产生的混合气体按质量计，各成分的百分比为：的氮，的二氧化碳和的水。（1）求该混合气体的平均摩尔质量；（2）双原子分子的自由度取5，三原子分子的自由度取6，混合气体视为理想气体，求该混合气体在标准状态下的内能。二、设温度为、分子质量为、总分子数为的某理想气体服从麦克斯韦分布律。求：（1）分子速率处在到区间内的分子数；（2）该区间内分子的平均速率。五、选温度及体积作为系统的状态参量。已知，求理想气体经可逆过程从状态到达状态时熵的增量。设理想气体的定体摩尔热容量为常量。地球大气温度的垂直分布用准静态绝热模型来处理更符合实际。试证明温度梯度为式中的、分别是所考虑高度地点的压强、质量密度

2、及温度，是大气的比热容比。八、假定气体中分子之间的作用力是一种有心力，它与分子间距之间的关系为其中为某一整数，为常量。（1）试用量纲分析法找出分子碰撞截面面积与分子之间平均相对速率、摩尔质量以及常量之间的关系；（2）这种气体的粘滞系数 ()与温度之间的关系是怎样的？十、理想气体从状态出发，经等温膨胀到达状态，从状态经等容降温到达状态，最后从状态经绝热压缩回到状态。设过程均为准静态过程，且、已知。求循环效率。十、选温度及压强作为系统的状态参量。已知，求理想气体经可逆过程从状态到达状态时熵的增量。设理想气体的定压摩尔热容量为常量。 八、假定气体中分子之间的作用力是一种有心力，它与分子间距之间的关系

3、为其中为某一整数，为常量。（1）试用量纲分析法找出分子平均自由程与分子之间平均相对速率、摩尔质量以及常量之间的关系；（2）这种气体的扩散系数()与温度之间的关系是怎样的？六、地球大气温度的垂直分布用准静态绝热模型来处理更符合实际。试证明大气高度与当地温度之间的关系为这里的是地面的温度，是定压比热容，是重力加速度五、某气体服从状态方程，内能为，和是常量。试证明：在准静态绝热过程中，气体满足方程常量，其中。一、空气中几种主要成分的分压百分比是的氮，的氧，约的氩。（1）试计算空气的在标准状态下的质量密度；（2）单原子分子的自由度取3，双原子分子的自由度取5，将空气视为理想气体，求空气在标准状态下的内

4、能。 1、都是的氢气和氦气（均视为理想气体），它们的分子平均平动动能相等，但分子数密度不相同，则A）温度相同，压强也相同 (B) 温度和压强都不相同(C) 内能相同，压强不相同 （D）内能和压强都不相同 2、如果在一容积固定的容器内，理想气体分子的平均速率提高为原来的2倍，则温度和压强分别提高为原来的（A）2倍，2倍 （B）4倍，2倍 （C）2倍，4倍 （D）4倍，4倍 3、在一容积固定的容器内，储有一定量的理想气体，当气体温度升高为原来的4倍时，气体分子的平均速率和平均自由程分别变为原来的（A）1倍，1倍 （B）2倍，1倍 （C）1倍，2倍 （D）2倍，2倍 4、分子自由度的理想气体在等压膨

5、胀的情况下，系统对外所做的功与系统从外界吸收的热量之比等于（A） （B） （C） （D） 5、关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述（a）一切热机的效率都只能小于1（b）热量不能从低温物体向高温物体传递（c）功可以全部变为热量，而热量不能全部变为功（d）热量从高温物体向低温物体传递过程是不可逆过程关于以上叙述（A）只有（c）（d）正确 （B）只有(a)（c）（d）正确 （C）只有（a）（d）正确 （D）全部正确 二、填空题（每小题3分，共15分）1、人体正常体温为 36.5 ，这在华氏温标中相当于 。2、水结成冰时，热力学第一定律 中的 0， 0， = 0（填>、=或<）。3、

6、某理想气体按常量的规律经历一准静态过程，已知，则该过程的摩尔热容 4.5R 。4、大体说来，分子平均动能大过势能时，物质处于 态；分子势能大过平均动能时，物质处于 态；分子平均动能与势能相当时，物质处于 态。5、由 梯度引起的粘性现象与动量的传递相联系；由 梯度引起的热传导现象与能量的传递相联系；由 梯度引起的扩散现象与质量的传递相联系。 1、三个容器中装有同种理想气体，其分子数密度之比为，方均根速率之比为，则其压强之比为（A）1：2：4 (B) 4：2：1 (C) 4：1：1 （D）4：1：2 2、一定量的某种理想气体分子速率遵循麦克斯韦速率分布。设温度为和时的最概然速率分别为和，分子速率分

7、布函数的最大值分别为和，若>,则（A）>，> （B）>，< （C）<，> （D）<，< 3、在一容积固定的容器内，储有一定量的理想气体，当气体温度升高为原来的4倍时，气体分子的平均速率和平均碰撞频率分别变为原来的（A）2倍，4倍 （B）2倍，2倍 （C）4倍，2倍 （D）4倍，4倍 4、分子自由度的理想气体在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与系统从外界吸收的热量之比等于（A） （B） （C） （D） 1、水的沸点为100 ，这在华氏温标中相当于 。2、冰化成水时，热力学第一定律 中的 0， 0， 0（填>、=、<或不能确定）。

8、3、某理想气体按常量的规律经历一准静态过程，已知，则该过程的摩尔热容 。4、热力学第二定律的克劳修斯表述是 ；热力学第二定律的数学表达式为 。5、真实气体的范德瓦耳斯状态方程为 ，其中 为 气体所有分子所占有的体积，而 称为气体的内压强。1、能量均分定理为_。（2分）2、热力学第二定律的开尔文表述_，热力学第二定律的克劳修斯表述为_。（4分）3、设一理想气体，用符号+、- 、0 分别表示P，V，T的增加、减少和不变。A为+表示外界对系统作正功，Q为+表示系统吸收热量，u为+表示系统内能增加，试填下表：（共8分，错2格扣1分）改变量过程 TVPAUQ等压等温等容绝热4、玻尔兹曼分子按能量分布律为

9、_。（2分）5、 克拉伯龙方程是_。（2分）6、氮分子的有效值径为3.8×10-10m，则其在标准状态下的平均自由程为_和碰撞频率为_。（4分）8、热力学第一定律表述为_其数学表达式为_。（3分）2、测得某种理想气体的比热容为1.4，其定容摩尔热容量Cv为_，定压摩尔热容量CP为_。（2分）3、如图所示，判断过程中各物理量的正、负符号，并填入下表，规定系统对外作功A取正，系统吸热Q取正号，内能增加U为正号，其ab为绝热过程。（4分）过程ATQUabbcca循环abca5、氮分子的有效直径为3.8×10-10m,则其在标准状态下的平均自由程为_和碰撞频率为_。（2分）8、克拉

10、伯龙方程为_，它可以反映相变过程的临界曲线的斜率。（2分）9、一容器内贮有氧气，其压强P=1.0atm，温度t =27，则其单位体积内的分子数为 _；氧分子的质量_；最可几率为_；方均根速率为_。（4分）11、麦克斯韦速率分布律为_。（2分）12、热力学第一定律表述为_ _。（2分）1、热学是物理学的一个重要部分，是研究_的理论。（2分）2、一支刻度均匀的温度计，在水的冰点示数为5°，沸点时示数为95°，用它测量40的物体，所得示数是_。（2分）3、物体的温度恒定，用华氏温度计测得为167.00°F，用摄氏温度测得的数值应当为_，折算成理想气体温度计的温度为_K。

11、（2分）4、能量均分定理为_。（2分）5、由分子运动论得到理想气体压强公式：_，气体压强的微观本质是_。（2分）7、若取氧气分子的有效直径d=3.5×10-10米，则氧气分子在标准状态下的平均自由程为_和碰撞频率为_。（2分）12、热力学第二定律的开尔文表述是_ _。克苏修斯表述是_ _。（2分）1、 容积为4升的容器中盛有1.03×1023个的氢分子，如果气体的压强为1atm，则氢分子的方均根速率为_；氢气的温度为_。（2分）2、 计算空气分子在标准状态下的平均自由程为_和碰撞频率为_。（已知分子的有效直径d=3.5×10-10m，空气的平均分子量为29）。（4

12、分）8、如图所示，判断过程中各物理量的正、负符号，并填入下表，规定系统对外作功A取正，系统吸热Q取正号，内能增加U取正号。（4分）过程ATQUabbcca循环abca10、系统发生热传递的必要条件是_，国际单位制中，基本的热学物理量是_，它的单位名称是_，国际代号为_。（2分）2、计算氧气分子在标准状态下的平均自由程为_和碰撞频率为_。（已知分子的有效直径d=3.5×1010m，氧气的分子量为32）。（4分）4、热力学第二定律的开尔文表述为_；克劳修斯表述为_。（4分）5、温度为27.0时，氮气分子的最可几速率=_，平均速率=_，方均根速率=_。（3分）8、克拉伯龙方程的表达式为_。

13、（2分）9、平衡态是指_。（2分）11、学习热学课程，是态函数的物理量有_。（可举2个以上）（2分）2、在右面的TV图上画出（1）等容过 程；（2）等压过程；（3）等温过程；（4）绝热过程的过程曲线。（4分）3、标准状态下的22.4升氧气和22.4升的氦气相混合，则氦原子的平均能量是_，氧分子的平均能量是_氦气所具有的内能与系统总内能之比为_。（分子看作刚性）（4分）4、在三种输运现象中，粘滞现象输运的是_；热传导现象输运的是_；扩散现象输运的是_。（4分）6、应用热力学第二定律就把物质的状态方程和内能或焓联系起来，分别可以得到=_=_。（4分）1、1mol氧气和2mol氦气组成混合气体，在标

14、准状态下，氧分子的平均能量为_，氦原子的平均能量为_氦气与氧气内能之比_。（分子作刚性处理）（4分）2、如右图所示，理想气体从同一等温线分别经历一绝热过程ba和两个多方过程ca、da到达相同的末态。试判断ca过程的热容量为_，da过程的热容量为_。（填正、负、零）（4分）3、右图所示为麦克斯韦速率分布曲线，图 中A，B两部分面积相等，试说明图中V0的物理意义是_。（4分）4、在标准状态下氢气的粘滞系数为8.40×10-6kg·m-1s-1，则氢气的平均自由程为_，氢分子的有效直径_。（4分）7、一摩尔单原子理想气体，在一个大气恒压 下，从0被加热到100，该气体的熵变 是_

15、。（4分）9、已知水的熔解热为l=3.34×10-3J/ kg，冰的比容为1.0905×10-3m3/ kg, 水的比容为1.000×10-3m3/ kg,要使冰熔点降低1，需加 _压力。(4分)4、实际气体的内能是其中所有分子_和分子之间的_的总和。（2分）5、某种气体在27、1atm时，分子平均碰撞频率为6.3×109S-1，若温度不变，压强降至1.0×10-3mmHg，其平均碰撞频率为_，气体压强恒定，分子平均自由程与气体温度成_比（填正或反）。（3分）6、氮气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平动自由度数为_；转动自由度数为_；分子内原

16、子间的振动自由系数为_。（3分）7、如图所示为麦克斯韦速率分布曲线，其中斜线划出的曲边梯形面积的物理意义是_。（2分）8、在标准状态下的氧气分子平均平动能_，方均根速率为_，在10-6mm3内含有个_分子。（3分）9、试举出三种不可逆过程的实例：_；_；_。（3分）10、熵的变化反映了系统所经历过程的某种性质，自然界一切与热现象有关的实际宏观过程都是_过程，孤立系统内的总的熵变都是_（填增加、不变或减少）。（2分）11、理想气体在准静态过程中，热力学第一定律的数学表达式为_，一定量的理想气体，从同一态分别经历等温、等压和绝热过程，使气体体积增加一倍，其中以_过程，气体对外作功最大；_过程对外作

17、功最小。（3分）3、测得某种理想气体的比热容比r为1.4 ,其定容摩尔容Cv为_,定压摩尔热容Cp为_。（2分）6、热力学第二定律的克劳修斯表述是_。（2分）7、质量为0.056kg氦气（看作理想气体），等压加热使其温度由7升到27,它的内能增加了_,对外作功_,氦气吸热_。（3分）11、一个不受外界影响的“孤立系统”，其内部发生的过程，总是由几率_的状态向几率_的状态进行，由包含微观状态数目_的宏观状态向包含微观状态数目_的宏观状态进行。（2分）2、计算氮气分子在标准状态下的平均自由程为_和碰撞频率为_（已知分子的有效直径d=2.8×10-10m，氮气分子的分子量为28）。（2分）4、气体从非平衡态到平衡态的过程,叫做输运过程,常见的有_、_、_三种过程。（3分）6、平衡态是指_。（2分）7、在热学课程中，是态函数的物理量有_（可举2个以上）。（2分）8、理想气体CP>CV的原因是_。（2分）9、设理想气体，用符号+、-、0分别表示P，V，T的增加、减少和不变，A为+表示外界对系统作正功，Q为+表示系统吸收热量，U为+表示系统增加内能增加试填下表：（5分）改变量过程TVPAUQ等压等温+等容绝热11、氧气为刚性分子组成的理想气体，其分子的平衡自由度数为_，转