热学练习题及答案

1、 热学练习题一、选择题1一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当容积增加大时，分子的平均碰撞次数Z和平均自由程无的变化情况是（）A.Z减小，久不变；B.Z减小，久增大；C.Z增大，兀减小；D.Z不变兀增大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,则该理想气体分子数为：（）A.PV/mB.PV/（KT）C.PV/（RT）D.PV/（mT）对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热TOC o 1-5 h z量，内能的增量和对外作的功三者均为负值？（）等容降压过程。B.等温膨胀过程。C.绝热膨胀过程。D.等压压缩过程。气缸中有一定量的氦气（视为理想气体），经过绝热

2、压缩，体积变为原来的一半，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？（）A.25B.25C.23D.21两种不同的理想气体，若它们的最可几速率相等，则它们的（）A平均速率相等，方均根速率相等。B平均速率相等，方均根速率不相等。C平均速率不相等，方均根速率相等。D平均速率不相等，方均根速率不相等。一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度降低时，分子的TOC o 1-5 h z平均碰撞次数Z和平均自由程&的变化情况是（）Az减小，但只不变。Bz不变，但兀减小。CZ和只都减小。DZ和农都不变。7lmol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为（）a3rtb3ktc5rtd5kt2222（式中R为

3、摩尔气体常量，K为玻耳兹曼常量）8.物质系统从外界吸收一定的热量，则（）A系统的内能一定增加。B系统的内能一定减少。C系统的内能一定保持不变。D系统内能可能增加，也可能减少或保持不变。9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（abCda），且两条循环曲线所围面积相等。设循环I的效率为n,每次循环在高温热源处吸收的热量为Q,循环II的效率为n，每次循环在高温热源处吸收的热量为Q,则（）Ann,QQCnn,QQio.气缸有一定量的氮气（视为刚性分子理想气体），经过绝热压缩,使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的几倍?A225B215C227D21711定

4、量的理想气体经历如图所示的循环过程，CB()OA15%B25%C18%D10%AfB和CfD是等压过程，BfC和DfA是绝热过程。若T=300K，T=400K，此循环效率为12如图所示，卡诺循环中，两条绝热线下面所包围的面积的关系（）。ASSiiiBS,=）25如图所示，有1摩尔刚性双原子分子理想气体，由初态（p,V）沿P-V图上一条直线过程11膨胀到末态（p,V），则在该过程22中气体对外做功A=，气体内能26.一定质量的理想气体经过压缩后，体积减为原来的一半，这个过程可以是绝热、等温或等压过程。如果要使外界做的机械功最大，那么这个过程应是过程。三、计算题1设氢气的温度为300C，设速率在1

5、500m/s1510m/s之间的分子数为an；速率在2170m/s2180m/s之间的分子数为an；速率在123000m/s3010m/s之间的分子数为an，求an:an:an。3123如图所示，有N个粒子组成的系统。其速率分布函数为f(u)xu(0uu)10f(u)=a(uu2u)30求:(1)常数a；(2)速率在1.5u2u之间的粒子数；粒子的平均速率。00求在温度为30c时氧气分子的平均平动动能，平均动能，以及4克氧气的内能。4.质量为0.1kg,温度为27c的氮气，装在容积为0.01m3的容器中，容器以u=100m/s的速率作匀速直线运动，若容器突然停下来，定向运动的动能全部转化为分子

6、热运动的动能，则平衡后氮气的温度和压强各增加多少?在标准状况下，1cm3中有多少个氮分子？氮分子的平均速率为多大？平均碰撞次数为多少？平均自由程为多大？(已知氮分子的有效直径d二3.76x10-10m)一容器被中间的隔板分成相等的两半，一半装有氦气，温度为250K；另一半装有氧气，温度为310K。二者压强相等。求去掉隔板两种气体混合后的温度。7分别通过下列准静态过程把标准状态下0.014kg氮气压缩为原体积的一半。（1）等温过程；（2）绝热过程；（3）等压过程。求：在这些过程中，气体内能的改变，传递的热量和外界对气体所做的功。汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若使其绝热膨胀后气体的压强减少

7、一半，求变化前后气体的内能之比。一可逆卡诺热机低温热源温度为7.0oc，效率为40%；若要将其效率提高到50%，则高温热源温度需提高几度？一台冰箱工作时，其冷冻室中的温度为-10oc，室温为15oc。若按理想卡诺制冷循环计算，在则此制冷机每消耗103J的功，可以从冷冻室中吸出多少热量？11.1摩尔N气体作如图所示的循环过程abcda,其中ab、cd为等压过程，2be、da为等温过程，T=200K,T=300K,p=2x1.013x105P,p=1.013x105P,12aada求该循环过程的效率。12.汽缸内有一定质量的氧气，经历如图所示的循环过程，其中ab为等温过程，be为等容过程，ca为绝

8、热过程。已知a态的状态参量为p,v,taaa答案:选择题1B2B3D4D5A6A7C8D9B10D11B12C13D14.D15.B16.B17.A18.D19.B20.D21.A22.D23.C二、填空题1.2,i;2.1/3=33.3%,8.31x105(J)i+2i+23.7A/2;4.3.01x1023(个)；5.3.44x1020(个),1.6x10-5kg/m3,2(J)6.400(J);7.P、V、T，分子动量、运动速度、动能;（1）分子速率在Vpf之间的分子数占总分子数百分比。（2）分子速率平方的平均值。（3）分子平均速率v。（4）（5）相同，不相同；10.相同，不相同，相同；

9、11.Vp1Vp2,T1f（Vp2）；12-c=2，A=2J13.3.92x1024；14.外界对系统作功;向系统传递热量;温度;所经历的过程15.一个点；一条曲线；一条封闭曲线；16.90J17.略18.表示一个分子一个自由度的平均动能；表示速率在o区间的分子p数；19氧；氢；20速率大于的分子数是速率小于的分子数的200倍；216；22118；23等温；2425.1(2Jp+p)V-V)；(pV-pV)；12212221126.绝热。三、计算题1.3.08：3.8：2.9；2.(1)a=2；(2)AN=N;3u30(3)u=b；903均平动动能厂=6.28x10-21Jt平均动能劳二1.05x10-20J；K内能U=7.87x102J；4AT=6.7OC；Ap=2.0 x104p；aZ=7.6x1010/s；九=6x10-8m；5N=2.68x1019个；L=455m/s；6T=284K；7(1)AU=0J,Q=-786J,A=786J；(2)AU=904J,Q=0J,A=904J；(3)AU=-1418J,Q=-1985J,A=567J；8U=1.22；9.AT=93.3K；U210.Q=1.05x104J；11.=12.4%