长沙理工大学大物习题册热学答案

1、结结 束束下一页下一页2. （B） 热学热学 练习一练习一1. （C）一、选择题一、选择题3. （B）二、填空题二、填空题4. 5. 33.32 1038.31 1027.8 g mol6. 31.25 10 回首页回首页回上页回上页下一页下一页7. 两个相同的容器装有氢气，以一细玻璃管相连通，管中用两个相同的容器装有氢气，以一细玻璃管相连通，管中用 一滴水银作活塞，如图所示。当左边容器的温度为一滴水银作活塞，如图所示。当左边容器的温度为0，而，而 右边容器的温度为右边容器的温度为20时，水银滴刚好在管的中央。试问时，水银滴刚好在管的中央。试问 当左边容器温度由当左边容器温度由0增到增到5，而

2、右边容器温度由，而右边容器温度由20增增 到到30时，水银滴是否会移动？如何移动？时，水银滴是否会移动？如何移动？三、计算题三、计算题解：解：202H02H当水银滴处在管的中央维当水银滴处在管的中央维持平衡时，左、右两边氢持平衡时，左、右两边氢气的压强、体积相等气的压强、体积相等两边气体的状态方程为：两边气体的状态方程为：11 11molMPVRTM左边：左边：回首页回首页回上页回上页下一页下一页右边：右边：2222molMPVRTM12PP11 1222VM TVM T开始时开始时12VV1221MTMT两边体积之比为两边体积之比为11 1222VM TVM T1水银滴将向左边移动少许水银滴

3、将向左边移动少许0.984711278TTK22303TTK12VV293273回首页回首页回上页回上页下一页下一页 试求气体的压强试求气体的压强解：解：8. 有有 刚性双原子分子理想气体，其内能为刚性双原子分子理想气体，其内能为332 10 m26.75 10 J 设分子总数为设分子总数为 个，求分子的平均平动动能及气个，求分子的平均平动动能及气 体的温度。（玻耳兹曼常量体的温度。（玻耳兹曼常量 ）2311.38 10kJ K225.4 10设分子数为设分子数为N2iENkTNkTV51.35 10 PaPnkT2EPiV25EV25ENk362 K2ETiNk217.5 10 J32wkT

4、回首页回首页回上页回上页下一页下一页 热学热学 练习二练习二一、选择题一、选择题2. （C）1. （C）3. （D）二、填空题二、填空题4. 5. 51.33 10 Pa32kT52kT52molMRTM回首页回首页回上页回上页下一页下一页6. 气体分子的大小与气体分子之间的距离比较，可以忽略不计气体分子的大小与气体分子之间的距离比较，可以忽略不计除了分子碰撞的一瞬间外，分子之间的相互作用力可以忽略除了分子碰撞的一瞬间外，分子之间的相互作用力可以忽略分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞分子之间以及分子与器壁之间的碰撞是完全弹性碰撞7. 35.12 10三、计算题三、计算题8. 已知某

5、理想气体分子的方均根速率为已知某理想气体分子的方均根速率为 。当其压强为。当其压强为 时，求气体的密度时，求气体的密度1400m s1atm解：解：PnkT21322mvkT31.90 kg m23Pv213Pnmv213v回首页回首页回上页回上页下一页下一页 热学热学 练习三练习三一、选择题一、选择题2. （B）1. （B）3. （B）二、填空题二、填空题5. 6. 495 m s7. 1000 m s4. （B）氩氩氦氦2 1000 m s8. 2回首页回首页回上页回上页下一页下一页三、计算题三、计算题解：解：9. 质量质量 的微粒悬浮在的微粒悬浮在27的液体中，观察到悬浮的液体中，观察到

6、悬浮 粒子的方均根速率为粒子的方均根速率为 。假设粒子速率服从麦克斯韦。假设粒子速率服从麦克斯韦 速率分布，求阿伏伽德罗常数。速率分布，求阿伏伽德罗常数。 （普适气体常量（普适气体常量 ）11.4 cm s118.31RJ molK176.2 10mg23molRTvM3ARTN m23ARTNmv2316.15 10 mol回首页回首页回上页回上页下一页下一页 热学热学 练习四练习四一、选择题一、选择题2. （C）1. （D）二、填空题二、填空题3. 4. 38.64 10166 J回首页回首页回上页回上页下一页下一页三、计算题三、计算题5. 汽缸内有汽缸内有 氦气，初始温度为氦气，初始温度

7、为27，体积为，体积为 （升），（升）， 先将氦气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至先将氦气等压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨涨，直至 回复初温为止。若把氦气视为理想气体。试求：回复初温为止。若把氦气视为理想气体。试求：2mol20 L 在在 图上大致画出气体的状态变化过程图上大致画出气体的状态变化过程PV解：解： 在这过程中氦气吸热多少？在这过程中氦气吸热多少？ 氦气的内能变化多少？氦气的内能变化多少？ 氦气所作的总功是多少？氦气所作的总功是多少？ 图图PV（普适气体常量（普适气体常量 ）118.31RJ molK2V1VPVO1231212VVTT2211VTTV600 K1273

8、27300 TK回首页回首页回上页回上页下一页下一页21()PQCTT41.25 10 J31()VECTT0QAE AQ41.25 10 J回首页回首页回上页回上页下一页下一页6. 的氦气（视为理想气体），温度由的氦气（视为理想气体），温度由17升为升为27。若。若 在升温过程中，在升温过程中， 体积保持不变；体积保持不变； 压强保持不变；压强保持不变； 不不 与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、与外界交换热量；试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、 外界对气体所作的功外界对气体所作的功0.02kg解：解： 等体过程等体过程 等压过程等压过程（普适气体常量（普适气体常量 ）

9、118.31RJ molK氦气为单原子分子氦气为单原子分子3i V 恒量恒量0A QAEE 21()VmolMCTTM623 JP 恒量恒量21()PmolMQCTTM31.04 10 J623 EJ回首页回首页回上页回上页下一页下一页0Q 绝热过程绝热过程气体对外界作功气体对外界作功417 AQEJ外界对气体作功外界对气体作功417 AAJ 623 EJ气体对外界作功气体对外界作功623 AEJ 外界对气体作功外界对气体作功623 AAJ 回首页回首页回上页回上页下一页下一页 热学热学 练习五练习五一、选择题一、选择题2. （B）1. （B）二、填空题二、填空题3. 4. 200 J90 J

10、回首页回首页回上页回上页下一页下一页三、计算题三、计算题 各过程中气体对外所作的功各过程中气体对外所作的功解：解：CCAAPTTP5. 一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体 在状态在状态 的温度为的温度为 ，求，求300ATKA 气体在状态气体在状态 、 的温度的温度BC 经过整个循环过程，气体从经过整个循环过程，气体从 外界吸收的总热量（各过程外界吸收的总热量（各过程 吸热的代数和）吸热的代数和）()PaP3()mVO13100300BCA等容过程等容过程CA100 K等压过程等压过程BCBBCCVTTV300 K回首页回首

11、页回上页回上页下一页下一页吸收的总热量为吸收的总热量为经过一个循环过程经过一个循环过程CABCAB11()()2ABBAWPPVV400 J2()BCBWP VV200 J 30W 各过程中气体对外所作的功为各过程中气体对外所作的功为0EQWE123WWW200 J回首页回首页回上页回上页下一页下一页解：解：6. 气缸内贮育气缸内贮育 水蒸汽水蒸汽(视为刚性分子理想气体视为刚性分子理想气体)，经，经 循循 环过程如图所示。其中环过程如图所示。其中 、 为等体过程，为等体过程， 为等温为等温 过程，过程， 为等压过程。试求：为等压过程。试求：36gababcdacdbcda 过程中水蒸气作的功过

12、程中水蒸气作的功dadaW 过程中水蒸气内能的增量过程中水蒸气内能的增量ababE 循环过程水蒸气的净功循环过程水蒸气的净功W 循环效率循环效率（注：循环效率（注：循环效率 ， 为循环为循环 过程水蒸气对外作的净功，过程水蒸气对外作的净功， 为循为循 环过程水蒸气吸收的热环过程水蒸气吸收的热 量，量， ）W1W Q1Q511.013 10atmPa318 10 molMkg()atmP( )LVO255026dabc6i 回首页回首页回上页回上页下一页下一页()daaadWP VV35.065 10 J ()abVbamolMECTTM()VabaCVPPR()2abaiV PP43.039

13、10 JbbbmolPVTM MR914 KlnbcmolbcbWM MRTV V41.05 10 J35.47 10 JbcdaWWW1abbcQQQabbcEW 44.09 10 J1W Q13%回首页回首页回上页回上页下一页下一页 热学热学 练习六练习六一、选择题一、选择题2. （A）1. （D）二、填空题二、填空题3. 4. 状态几率增大状态几率增大不可逆的不可逆的功变热功变热热传导热传导回首页回首页回上页回上页下一页下一页三、计算题三、计算题解：解： 从高温热源吸收的热量从高温热源吸收的热量1Q2Q 气体传给低温热源的热量气体传给低温热源的热量 气体所作的净功气体所作的净功W5. 理

14、想气体在理想气体在 的高温热源与的高温热源与 的低温热的低温热 源间作卡诺循环（可逆的），在源间作卡诺循环（可逆的），在 的等温线上起始体积为的等温线上起始体积为 ，终止体积为，终止体积为 ，试求此气体在每一，试求此气体在每一 循环中循环中1mol1400TK2300TK400K310.001Vm320.005Vm2111lnVMQRTV211lnVRTV35.35 10 J211TT 1WQ1WQ31.34 10 J21QQW34.01 10 J25%回首页回首页回上页回上页下一页下一页解：解：6. 如图所示，如图所示， 为为 单原子分子理想气体的循环过程，求：单原子分子理想气体的循环过程，求：abcda 1mol 气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量1abbcQQQ 气体循环一次对外作的净功气体循环一次对外作的净功 证明在证明在 四态，气体的温度有四态，气体的温度有abcdacbdT TT T23125( 10)PPaO33( 10)mVdabcab、 过程吸热过程吸热bc()()Vba