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物理学本科《热学》期终试卷(一)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值2428101010810100得分选择题(24%,每题4分)1、热力学系统经绝热过程,系统的熵(E)A、增长B、减少C、不变D、可以增长也可以减少E、可以增长也可以不变2、两种抱负气体的温度相同,摩尔数也相同,则它们的内能(C)A、相同B、不同C、可以相同也可以不同3、一隔板把长方形容器提成积相等的两部分,一边装CO2,另一边装H2,两边气体的质量相同,温度也相同,设隔板与器壁之间无摩擦,隔板(C)A、不动B、向右移动C、向左移动4、1mol抱负气体从同一状态出发,通过下列三个过程,温度从T1降至T2,则系统放热最大的过程为(A)A、等压过程B、等容过程C、绝热过程5、下列过程中,趋于可逆过程的有(C)A、汽缸中存有气体,活塞上没有外加压强,且活塞与汽缸间没有摩擦的膨胀过程B、汽缸中存有气体,活塞上没有外加压强,但活塞与汽缸间磨擦很大,气体缓慢地膨胀过程C、汽缸中存有气体,活塞与汽缸之间无磨擦,调整活塞上的外加压强,使气体缓慢地膨胀过程D、在一绝热容器内两种不同温度的液体混合过程6、无限小过程的热力学第一定律的数学表达式为:dQ=du+dA式中dA为系统对外所作的功,今欲使dQ、du、dA为正的等值,该过程是(C)A、等容升温过程B、等温膨胀过程C、等压膨胀过程D、绝热膨胀过程二、填空题(28%)抱负气体温标的定义:①______________________(V不变);②_______________________(P不变)。(4分)2、麦克斯韦速率分布函数为________________________________。(2分)3、抱负气体Cp>的因素是______________________________________________。(2分)4、晶体中四种典型的化学键是:_______________、________________、___________________、___________________。(4分)5、在T—S图中画出可逆卡诺循环,由线所围面积的物理意义是________________________________________________________。(4分)6、体积为V的容器内,装有分子质量为m1和m2两中单原子气体,此混合抱负气体处在平衡状态时,两种气体的内能都等于u,则两种分子的平均速率之比V1:V2=_____________;混合气体的压强等于_________。(4分)7、准静态过程:___________________________________________。(2分)循环过程:______________________________________________。(2分)8、试说明下列各含量的物理意义:①dυ:________________________________________________________________________②f(υ)dυ:_____________________________________________。(4分)三、计算题(48%)证明抱负气体定压摩尔热容量等于定容摩尔热容量与R之和。(10分)处在空气中的肥皂泡,其半径为r,泡外的压强为P0,求泡内的压强P,若肥皂泡的半径从r等温地增大到R,外界对肥皂泡需要作多少功?(10分)(肥皂泡的表面长力系数为)64克氧气,当温度为27℃,体积为60升时。①通过等温膨胀,体积增至90升;②先通过等压膨胀,再通过等容过程达成与①同样的终态。试求系统在①、②两种过程所吸取的热量Q,对外所作的功A,以及内能的变化△u一隔板把容器提成相等的两部分,一边盛有质量为m1,摩尔质量为μ1的抱负气体,另一边为真空。当抽掉隔板后,则气体就自由膨胀而充满整个容器,试求系统的熵变。(8分)5、燃气涡轮机内工质进行如图所示的循环过程,其中1—2,3—4为绝热过程:2—3,4—1为等压过程。试证明这循环的效率η为η=1又可写为η=其中,是绝热压缩过程的升压比,设工作物质为抱负气体,Cp为常数。(10分)物理学本科《热学》期终试卷(二)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值2428610101012100得分一、选择题(24%,每题4分)1、两种不同的化学组份的混合抱负气体,其状态方程为()A、B、C、D、2、关于抱负气体的内能,下面说法对的的是()A、相应于某一状态,内能只具有一个数值B、当抱负气体状态改变时,内能一定改变C、mol数相同的各种抱负气体,只要温度相同,其内能都同样D、抱负气体内能的改变总是等于E、某给定抱负气体,处在一定状态,就具有一定内能3、假如只用绝热方法使系统初态变到终态,则()A、对于联结这两态的不同绝热过程,所作的功不同B、对于联结这两态的所有绝热过程,所作的功都相同C、由于没有热量互换,所以不作功D、系统总内能不变E、系统内能将随不同途径而变化4、一定质量的抱负气体,假如吸热相同,则在等值过程中,作功量多的是()A、等容过程B、等压过程C、等温过程5、1mol抱负,从同一状态出发,通过下列三种过程后,体积都从V1增大到V2,则系统内能增长最大的过程为()A、绝热过程B、等压过程C、等温过程6、体积随温度减少而增大的物质,其熔点()A、随外加压强增大而减少B、随外加压强增大而升高C、不随外加压强变化而改变D、也许随外加压强增大而升高,也也许减少,视其化学成份而定填空题(28%)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、设一抱负气体,用符号+、-、0分别表达P,V,T的增长、减少和不变。A为+表达外界对系统作正功,Q为+表达系统吸取热量,△u为+表达系统内能增长,试填下表:(共8分,错2格扣1分)改变量过程△T△V△PA△UQ等压等温等容绝热4、玻尔兹曼分子按能量分布律为____________________________。(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______________________7、晶体的宏观特性有____________________、__________________、__________________________________________。(3分)8、热力学第一定律表述为__________________________________________________________________________________________________其数学表达式为________________________________________。(3分)三、计算题(48%)证明两绝热线不能相交。(6分)2、在半径r=0.3mm的毛细管中注水,一部分在管的下端形成水滴,其形状可以视作半径R=3mm球的一部分,如图所示,已知水的表面张力系数α=7.3×10-2N/m,上端液体与毛细管的接触角为0度,试求管中水柱的高度h。(10分)3、取mol数为δ的某种抱负气体,用如下两种方式由态A过渡到态C,如图所示,试按以下过程计算熵的变化SC—SA:①由A经等温过程到达C;②由A经等容过程到达B,再经等压过程到达C。(10分)4、有N个粒子,其速率分布函数为f(V)=①作速率分布函数曲线;②由V0求常数C;③速率处在V1(<V0)附近单位速率间隔内的粒子数;④速率处在V1~V2(<V0)间隔内的粒子数;⑤粒子的平均速率。(10分)5、试证明工作在高温热源T1与低温热源T2之间的可逆卡诺热机的效率为(12分)物理学本科《热学》期终试卷(三)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值212912101288100得分一、选择题(21%,每小题3分)1、物质在三相点时,其汽化曲线的斜率升华曲线的斜率。()A、大于B、小于C、等于2、一瓶氧气,在高速运送的过程中忽然被迫停止下来,则瓶内氧气的()A、压强和温度均保持不变B、压强变,温度不变C、压强不变,温度变D、压强和温度均要变3、一个不受外界影响的“孤立系统”,其内部发生的过程,总是()A、由几率大的状态向几率小的状态进行B、由几率小的状态向几率大的状态进行C、处在平衡态4、一定质量的气体在压强保持不变的情况下,温度由50℃升到100A、15.5B、13.4C5、两容器分别贮有氢气和氧气,假如压强、体积和温度都相同,则它们的分子的速率分布是否相同?()A、相同B、不相同C、不能拟定6、一个水分子H2O,假如在刚性情况下,则它的自由度数为()A、2B、3C、5D、67、冰溶解后,体积要()A、增大B、缩小C、不变二、填空题(29%)1、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、测得某种抱负气体的比热容γ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,内能增长△U为正号,其a→b为绝热过程。(4分)过程A△TQ△Ua→bb→cc→a循环abca4、晶体的宏观特性有__________________、_____________________、________________________________。(3分)5、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______________________6、冰熔解为水,其比容变_____________,所以,冰的熔点随外界压力增大而__________。(2分)7、蒸发与沸腾都是______________现象,两者相比,蒸发的特点是在____________________________________________________。(2分)8、克拉伯龙方程为_______________________,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_________10、气体从非平衡态到平衡态的过程,叫输运过程,常见的有____________、_____________________、____________________、___________________三种过程。(2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)三、计算题(50%)1、用分子运动论观点结合记录概念推导抱负气体压强公式P=,n为单位体积的分子数,为分子平均平动动能。(12分)2、如图所示,两个截面积相同的的连通管,一为开管,一为闭管,本来两管内的水银面等高,今打开活塞使水银漏掉一些,因此开管内水银下降了h,问闭管内水银面下降了多少?设本来闭管内水银面上空气柱的高度和大气压强已知。(10分)3、0.32kg氧气作如图所示的abcda循环,设V2=2V1,求循环效率。设C=,ab、cd为等温过程,bc、da为等容过程。(12分)4、如图内半径r=0.40mm的毛细管中注水,一部分水在管的下端形成一水滴,其形状可以认为是半径为R=4mm的球的一部分,求管中水柱的高度h,水的表面张力系数α=7.3×10-2N/m。(8分)5、质量为8.0克的氧气(分子为刚性模型),在由温度t=80℃,体积V1=10升,变成温度V2=300℃,体积V2物理学本科《热学》期终试卷(四)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值2129101012108100得分一、选择题(21%,每小题3分)1、在夏天,池塘、湖和海水等处水的温度,总是比周边空气的温度()A、高B、低C、同样2、由P,V,T描写的抱负气体,在等容、等压、等温的过程中能独立改变的状态参量数目是()A、1个B、2个C、3个3、两个相同的容器都装有氧气,以一玻动管相通,管中用一水银滴作活塞,当左边容器的温度为0℃而右边为20时,水银滴刚好在玻动管的中央而维持平衡,假如左边升到10℃,而右边升到30℃A、向左B、向右C、不动4、质量为14克的氮气,当压强为1atm,体积为8310cm3A、4.14×10-21(J)B、1.38×10-21(J)C、4.86×10-21(J)5、一摩尔抱负气体从同一状态出发,通过下列三个过程,温度从T1降至T2,则系统放热最大的过程为()A、等压过程B、等容过程C、绝热过程6、抱负气体在等容过程中,其分子平均自由程与温度关系为()A、成正比B、成反比C、无关7、一个CO2分子,假如在刚性情况下,则它的自由度数为()A、6B、5C、4D、3二、填空题(29%)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________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____________℃4、能量均分定理为_________________________________________。(2分)5、由分子运动论得到抱负气体压强公式:___________,气体压强的微观本质是_________________________________________________。(2分)6、f(v)为麦克斯韦速率分布函数,N为系统内的分子总数。则Nf(v)dv的物理意义是___________________________________________________;的物理意义是____________________________。(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_________________8、晶体中四种典型的化学键是____________、______________、________________、_______________。(4分)9、液晶的特点是______________________、________________________、_____________________________。(3分)10、一级相变的普遍特性是_______________和______________________,物质相变时的温度与______________相相应。(3分)11、液体表面张力系数的大小,重要由______________决定,还与相邻物质种类有关;并随液体的______________而减少;还与液体所含杂质有关。使液体表面张力系数减少的物质称为______________。(3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)三、计算题(50%)1、N个假想的气体分子,其速率分布如图所示(当V>2V0时,粒子数为零)①由N和V0求a;②求速率在1.5V0到2.0V0之间的分子数;③求分子的平均速率。(10分)2、一端封闭的玻璃毛细管,内径d为2.0×10-5m,管长l为20cm,竖直将开口端插入水中,问插入水一段长度为多少时,恰好管内外水面在同一水平面上。已知大气压强P0=1.013×105Pa,水的α=73×10-3Nm-1,接触角θ=0。(10分)3、抱负气体经历了如图所示的循环过程,,试求:①等温过程bc的功Abc;②a、b两态的内能变化;③循环过程的净功A;④循环效率η。(12分)4、10公斤20℃的水在等压条件下变为250℃的过热蒸汽,已知水的定压比热为4187J/kg.K,蒸汽的定压比热为1670J/kg.K,水的汽化热为22.5×105J/5、一气缸内贮有抱负气体,气体的压强,摩尔体积和温度分别为P0,V0和T0,现将气缸加热,使气体的压强和体积同时增大,设在这过程中,气体的压强和摩尔体积V满足下列关系式:P=KV,其中K为常数.①求常数K,将结果用P0,T0和R表达;②设T0=200K,当摩尔体积增大到2V0时,气体的温度是多高?(8分)物理学本科《热学》期终试卷(五)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值243088101010100得分一、选择题(24%,每小题3分)1、设、为两种不同抱负气体的分子质量,、分别为它们的方均根速率,则在气体温度相等的情况下,下列那个关系式是对的的()A、=B、=C、=D、=2、抱负气体在等容过程中,其分子平均自由程与温度关系为()A、成正比B、成反比C、无关3、某抱负气体状态变化时,内能随压强的变化关系如图中的直线AB所示,则A到B的变化过程一定是()A、等压过程B、等容过程C、等温过程D、绝热过程4、下列说法中对的是()A、物体的温度越高,则热量越多B、物体在一定状态时,具有一定的热量C、物体的温度愈高,则其内能越大D、物体的内能愈大,则具有的热量越多5、由抱负气体的状态方程可知,对一定量抱负气体的等容过程,下列合用的方程是()A、pdv+vdp=0B、C、pdv=D、vdp=6、若高温热源的温度为低温热源度的m倍,以抱负气体为工质的卡诺热机工作于上述高、低温热源之间,则从高温热源吸取的热量与向低温热源放出的热量之比为()A、B、C、mD、m-17、设a为气体分子的方均根速率,ρ为气体的质量密度,则按气体动理论,抱负气体的压强P为()A、P=B、C、D、8、一容积不变的容器内充有一定量的某种抱负气体,其分子的平均速率为v,若将该抱负气体分子的平均速率提高到本来的两倍,则()A、温度提高到本来的两倍,压强提高到本来的四倍B、温度提高到本来的两倍,压强提高到本来的两倍C、温度提高到本来的两倍,压强提高到本来的两倍D、温度提高到本来的四倍,压强提高到本来的四倍二、填空题(30%)1、写出下列各量的物理意义:表达____________________________________________________________________________________;表达__________________________________________。(4分)容积为4升的容器中盛有1.03×1023个的氢分子,假如气体的压强为1atm,则氢分子的方均根速率为_________________;氢气的温度为___________。(2分)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分)4、晶体的宏观特性有____________、____________、___________。(3分)5、晶体中常见的四种典型的结合力分别为_____________、_____________、______________、_______________。(2分)6、液体的彻体性质涉及_____________、______________、____________、______________、_____________。(2分)7、两瓶质量相同,温度相同的气体(氧、氢)随车运动,当车忽然停止时,它们的温度增量之比△:△=________________。(2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,内能增长△U取正号。(4分)过程A△TQ△Ua→bb→cc→a循环abca9、蒸发与沸腾都是_________________现象,两者相比,蒸发的特点是___________________________________________________。(2分)10、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)11、气体从非平衡态到平衡态的过程,叫做输运过程,常见的____________、________________、______________三种过程。(3分)三、计算题(46%)1、一端封闭的玻璃管长1=70.0cm,贮有空气,气柱上面有一段长为h=20.0cm的水银柱,将气柱封住,水银面与管口对齐,今将玻璃管的开口端用玻璃片盖住,轻轻倒转后再除去玻璃片,因而使一部分水银漏出,当大气压为75.0cmHg,留在管内的水银柱有多高?(8分)2、体积为V1,温度为T1的1mol双原子分子(C=)的抱负气体,经下列过程后体积膨胀为V2:①可逆等温膨胀;②向真空自由膨胀;③节流膨胀;④可逆绝热膨胀。求在此四种情况下,抱负气体的内能、温度及熵的变化。(8分)3、一摩尔非刚性双原分子的抱负气体,经历如图所示的一个循环,求此循环的效率。(10分)4、证明绝热线与等温线不能相交于两点。(10分)5、N个假想的气体分子,其速率分布如图所示,求:①由N和求a;②求速率在1.5和2之间的分子数;③求分子的平均速率。(10分)物理学本科《热学》期终试卷(六)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值243010108810100得分一、选择题(24%,每小题3分)1、抱负气体在等压过程中,其分子平均自由程与温度的关系为()A、成正比B、成反比C、无关2、热力学系统经绝热过程,系统的熵()A、增长B、减少C、不变D、可以增长也可以减少E、可以增长也可以不变3、两种抱负气体的温度相同,摩尔数也相同,则它们的内能()A、相同B、不同C、可以相同也可以不同4、一隔板把长方形容器提成容积相等的两部分,一边装CO2,另一边装H2,两边气体的质量相同,温度也相同,设隔板与器壁之间无摩擦,则隔板()A、不动B、向右移动C、向左移动5、对处在平衡态下一定量的抱负气体,关于内能的含义,下列四种说法中对的的是()A、内能是气体所有分子平均平动动能的总和B、气体处在一定状态,就有一定内能C、相应某状态,内能也许有两个或两个以上的值D、当抱负气体的状态改变时,内能一定随着改变6、假如一定量抱负气体的体积和压强依照V=的规律变化,式中a为常量。当气体从V1膨胀到V2时,温度V1和V2之间的关系为()A、T1>T2B、T1=T2C、T1<T27、有两瓶气体,分别是氦气和氮气,它们的压强、温度均相同,但体积不同。则它们的分子数密度分别为、气体密度、和单位体积气体的内能U1/V1、U2/V2有关系()A、,,U1/V1=U2/V2B、,,U2/V2>U1/V1C、,,U2/V2>U1/V1D、,,U1/V1=U2/V28、某抱负气体状态变化时,内能随温度的变化关系如图中直线AB所示,则气体的状态变化过程是()A、一定是等压过程B、一定是等容过程C、一定是绝热过程D、上述过程均也许发生二、填空题(30%)1、图中画有斜线的面积表达_____________________________;分布曲线下包围的总面积表达_________________________________________________________。由于某气体在一定温度时的速率分布曲线。(4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=3.5×10103、晶体可分为_______种晶系和___________种空间点阵。(2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)6、液体的微观结构具有_______________和________________的特点,液体中热运动的重要形式是_________________。(3分)7、单元系一级相变具有_____________________和____________________的特性。(2分)8、克拉伯龙方程的表达式为_________________________________。(2分)9、平衡态是指____________________________________________。(2分)10、气体内部可以发生输运过程是由于____________________和________________________________________________引起的。(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)三、计算题(46%)1、一摩尔的单原子抱负气体自A点起始,沿顺时针方向完毕一个循环,如图所示,求此循环效率。(10分)2、在一个大气压下,30克-40℃的冰变为100℃的水蒸汽,设冰和水的热容量为常数,求上述过程的熵变化值△S。[设冰的比热为0.5卡/克3、试证两绝热线不能相交。(8分)4、一容器内贮有氢气,其压强为p=1.0atm,温度为t=27℃,①单位体积内的分子数;②氢气的密度;③氢分子的质量;④分子的平均平动动能。(8分)5、用麦克斯韦速度分布律求每秒碰到单位面积器壁上的气体分子数。[已知](10分)物理学本科《热学》期终试卷(七)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值183612121012100得分一、选择题(18%,每小题2分)1、两个相同的容器都装有氢气,以一玻璃管相通,管中用一水银滴作活塞。当左边容器的温度0℃而右边为20℃时,水银滴刚好在玻璃管的中央而保持平衡。若将两个容器中的气体温度都升高10℃时,水银滴将会()A、向左移动B、向右移动C、不动2、气体处在平衡态时,下列哪种说法不对的的是()A、气体分子的平均速度为零B、气体分子的平均动量为零C、气体分子的平均动能不为零D、气体分子的平均速度为3、两瓶不同种类的气体,它们的温度和压强相同,但体积不同,则()A、单位体积内的分子数是不相同的B、单位体积内气体质量是不相同的C、单位体积内气体分子的总平均平动能是不相同4、若气体分子速率分布曲线如右图所示,图中A、B两部分面积相等,则表达()A、最可几速率B、方均根速率C、平均速率D、大于和小于的分子数各占一半5、下图所示的循环由等温、等压及等容组成,欲求循环效率,应当用下面哪个式子才对()A、B、C、D、6、被绝热材料包围的容器内现隔为两半,左边是抱负气体,右边是真空,假如把隔板抽出,气体将自由膨胀,达成平衡后则()A、温度不变,熵不变B、温度减少,熵增长C、温度不变,熵增长D、温度升高,熵增长7、抱负气体不能通过相变成为液体是由于()A、粒子间无互相作用B、粒子之间无碰撞C、粒子无体积大小D、系统的体积有限8、某甲说:“由热力学第一定律可以证明抱负气体可逆卡诺循环的效率”。某乙说“由热力学第一定律可以证明任何可逆卡诺循环的效率都等于”。某丙说“由热力学第一定律可以证明任何热机的效率不也许等于1”。()A、三个人所说的都不对B、三个人所说的都对C、甲和乙说的对,丙说的不对D、甲说的对,乙和丙说的不对9、表面张力系数为α的液体形成一个半径为R的球型液膜,则液膜内外的压强差P外—P内等于()A、B、C、D、二、填空题(36%)1、如图所示,T1和T2为等温线,Ⅰ′——Ⅱ为绝热过程,试判断Ⅰ′——Ⅱ′过程的比热C1为_________,Ⅰ″——Ⅱ过程的比热为________。(填“+”、“-”“O”)(4分)2、在右面的T——V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)5、对抱负气体绝热自由膨胀过程不能应用PV=C(C为常数)常数这个公式的因素是_____________。(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)7、晶体中将粒子结合在一起的力称为化学键,化学键有_______、________、_______、_______、________五类。(4分)8、有一直径为0.5mm的细玻璃管的一端垂直浸入水中,水的表面张力系数α=7.3×10-2N/m,水与玻璃的接触角θ=0,则管子内的水面会_______,其高度等于______9、压强为760mmHg时水在100℃沸腾,此时水的汽化热为2.26×106J/kg,比容为1.671m3/kg,则在压强为770mmHg三、计算题(46%)1、假定分子数为N的气体分子的速率分布如下图所示,试求:(1)最可几速率;(2)由N和V0求α值;(3)平均速率;(12分)(4)分布在0~的分子数2、1mol非刚性双原子分子的抱负气体,经历如图所示的循环过程,其中AB段是直线。试求:(1)在AB过程中内能的变化量;(2)此循环过程对外作的净功;(3)循环效率。(12分)3、一刚性盒子中有温度为T0的1mol空气,一致冷机工作于温度为T0的热源和刚性盒子之间,致冷机从热源中抽取热量,把刚性盒子内的空气由T0升温到T1,已知空气的定容热容量为Cv试求:(1)盒内空气熵的改变;(2)外界对致冷机作的最小功。(10分)4、气压计因毛细现象而读数不准,已知水银的表面张力系数α=0.49N/m气压计玻管直径为d=2×10-3m,设某日,测量出大气压的水银柱高度为h=0.7128m(1)若不考虑毛细现象,大气压强是多少?(2)若考虑毛细现象,大气压强又是多少?(3)欲使气压计的读数因毛细现象而产生的误差小于1×10-4m水银柱,那么气压计玻管的最小内径为多大?已知水银与玻管的接触角为θ=π,水银密度ρ=13.6×103kg/m(12分)物理学本科《热学》期终试卷(八)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值183612121012100得分一、选择题(18%,每小题2分)1、如右图所示,把一个长方形容器用一隔板分开为容积相等的两部分,一边装二氧化碳,另一边装氢气,两边气体的质量相同,温度也相同,隔板与器壁之间无摩擦,那么隔板将会()A、向右移动B、向左移动C、保持不动D、无法判断2、气体处在平衡态时,按记录规律可得()A、B、C、=0D、3、有时候热水瓶的塞子会自动跳出来,其因素是()A、热水温度过高,且盛得过满B、未盛满,且晃动,热水波冲击塞子C、未盛满,这空余部分的空气受热,温度升高,以致压强增大4、在恒定不变的压强下,气体分子的平均碰撞次数与温度T的关系为()A、与成正比B、与成反比C、与T成正比D、与T成反比5、如图所示,设热力学系经历一个由b→c→a的准静态过程,a,b两点在同一绝热线上,该系统在b→c→a过程中()A、只吸热,不放热B、只放热,不吸热C、有的阶段吸热,有的阶段放热,净吸热为正值D、有的阶段吸热,有的阶段放热,净吸热为负值6、刚性绝热壁构成一封闭容器,内部被隔板分隔为两部分,体积分别为V1和V2,体积V1中充有一定量的抱负气体,其温度为T,熵为S,体积V2是真空,现抽掉隔板,气体向真空部分膨胀而充满体积V1+V2,温为P′,熵为S′,前后二状态相比,有()A、T′=T且S′=SB、T′=T,且S′>SC、T′<T且S′=SD、T′<T且S′>S7、甲说:“功可以完全变为热,但热不能完全变为功。”乙说:“热量不能从低温物体传到高温物体。”丙说:“一个热力学系统的熵永不减少。”则()A、三人说法都不对的B、三人说法都对的C、甲说的对,其余都错D、乙说的对,其余都错E、丙说的对,其余都错8、两铅垂玻璃平板间距离为0.50mm,将其部分浸入水中,水的表面张力系数为α=7.3×10-2N/m,水与玻璃的接触角为零。则两板间水上升高度为()A、1.5×10-2mB、3.0×10-2C、4.5×10-2mD、6.0×10-29、抱负气体不能通过相变成为液体是由于()A、粒子无体积大小B、粒子间无碰撞C、系统的体积有限D、粒子之间无互相作用二、填空题(36%)1、1mol氧气和2mol氦气组成混合气体,在标准状态下,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__________。(分子作刚性解决)(4分)2、如右图所示,抱负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_____________5、绝热过程方程PV=C合用的条件是_______________________________________________。(4分)6、在温熵图中画出可逆卡诺循环,曲线所包围面积的物理意义是____________________________________________。(4分)7、一摩尔单原子抱负气体,在一个大气恒压下,从0℃被加热到100是__________________。(4分)8、根据原胞各边所夹的角度,各边的长短,将晶体分为________晶系,又根据结点在原胞中排列的情况,把空间点阵分为________种类型。(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,要使冰熔点减少1℃,需加三、计算题(46%)1、设有N个粒子,其速率分布函数:(1)作出速率分布曲线;(2)由N和求a值;(3)求最可几速率;(4)求平均速率;(5)求速率大于的分子数。(12分)2、设有一单原子抱负气体的循环过程的V—T图(如下图所示)已知VC=2Va(1)此逆时针循环是否代表一个致冷机(逆循环)?(2)绘出此循环的P—V图,判断各过程中吸、放热?(3)求出循环效率。(12分)3、1mol双原子分子抱负气体,其初态的压强为105Pa,温度为300K,经历一不可逆绝热过程后达压强2×105Pa的终态,在此不可逆绝热过程中,外界对气体作功2078J。试计算:(1)气体初、终态的体积;(2)气体熵的改变。(10分)4、玻璃管的内直径为d=2.0×10-5m,长为l=0.2m,垂直插入水中,管的上端是封闭的。问插入水面下的那一段长度应为多少,才干使管内外水面同样高?已知大气压P0=1.013×105N/m(12分)物理学本科《热学》期终试卷(九)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值1832101210108100得分一、选择题(18%,每小题3分)1、两温度计用同种标度方法定标,用来测量同一物体的温度,其数值必然()A、相同B、不同C、不一定2、在抱负气体所经历的准静态过程中,若状态方程的微分形式是p·dv=γRdT,则必然是下列那个过程。()A、等温B、等容C、等压3、一定量的抱负气体,等容加热时,气体分子平均速率随温度的升高而a,分子平均碰撞频率随温度升高而b,在a与b空格中分别是()A、增大,减少B、减少,增大C、增大,增大D、减少,减少4、气体的临界状态就是临界温度下气液共存时饱和汽压___的状态()A、最小B、最大C、不拟定5、范德瓦尔斯气体比较接边受际气体,重要是考虑到气体分子的____和_____。()A、压强,体积B、体积,互相作用C、压强,温度6、单晶体的物理性质必然是________的,这是微观结构特性的反映。()A、各向同性B、各向异性C、不一定二、填空题(32%)1、液体的饱和蒸汽压强与液体的__________和_________有关,而与蒸汽的_______无关。(3分)2、晶体可分为___________和__________两类,晶体最基本的特性是_____________,表征晶体粒子空间排列________性和对称性的点系称为空间点阵。(2分)3、液体表面张力系数的大小,重要由_______________决定,还与相邻物质种类有关;并随液体的_____________而减少;还与液体所含的杂质有关,使液体表面张力系数减少的物质称为___________________。(3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_______6、氮气为刚性分子组成的抱负气体,其分子的平动自由度数为______;转动自由度数为_______;分子内原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内具有个______________9、试举出三种不可逆过程的实例:①________________________________;②_________________________;③_______________________。(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_________________(填增长、不变或减少)。(2分)11、抱负气体在准静态过程中,热力学第一定律的数学表达式为______________________,一定量的抱负气体,从同一态分别经历等温、等压和绝热过程,使气体体积增长一倍,其中以______过程,气体对外作功最大;______过程对外作功最小。(3分)12、建立一种经验温标,需要选择__________________________________;___________________;_____________,统称为温标的三要素。(3分)三、计算题(50%)1、由热力学第一定律和抱负气体状态方程,导出抱负气体绝热过程方程PVγ=常量。(10分)2、假想的气体系统内有N个分子,速率分布曲线由图给出,试求:①速率分布函数的表达式;②已知N和V0,试从它们表出常数a;③在1.5VP和2.0Vρ之间的分子数△N;④平均速率。(12分)3、如图所示的循环过程中,设T1=27℃,T2=27℃,问燃烧50少功,已知汽油的燃烧值为4.69×107J/kg,气体可看作抱负气体。(10分)4、如图所示为一粗细均匀的J形管,其左端是封闭的,右侧和大气相通,已知大气压强为75cmHg,h1=80cm,h2=200cm,今从J形管右侧灌入水银,问当右侧灌满水银时,左侧的水银柱有多高,设温度保持不变,空气可看作抱负气体,设图中J形管水平部分的容积可忽略。(10分)5、求抱负气体态函数熵。(8分)物理学本科《热学》期终试卷(十)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值1832101012810100得分一、选择题(18%,每小题3分)1、系统A和B本来各自处平衡态,现使它们互相接触,当VA保持不变,PA增大时,VB和PB都不发生变化,则两系统接触部分是绝热的还是透热的()A、透热B、绝热C、两者都也许2、在抱负气体所经历的静态过程中,若状态方程的微分形式是Vdp=γRdT则必然是下列那个过程()A、等温B、等容C、等压3、下列过程是否可逆,①在恒温下加热使水蒸发;②由外界作功,设法使水在恒温下蒸发()A、①可逆,②可逆B、①不可逆,②不可逆C、①可逆,②不可逆D、①不可逆,②可逆4、质量相等的氧、氦、二氧化碳分别贮在容积相同的容量内,初始温度相等,则的初始压强最大。()A、氧气B、二氧化碳C、氦气5、下列说法那一个是对的的:①液体在粗管内没有毛现象,由于这种液面内没有表面张力;②表面张力系数不仅与液体种类有关,还与液面形状有关。()A、①错,②错B、①对,②错C、①错,②对D、①对,②对6、一容积不变的容器内充有一定量的某种抱负气体,其分子的平均速率为V,若将该抱负气体分子的平均速率提高到本来的两倍,则()A、温度提高到本来2倍,压强提高到本来的4倍B、温度提高到本来4倍,压强提高到本来的2倍C、温度提高到本来2倍,压强提高到本来的2倍D、温度提高到本来4倍,压强提高到本来的4倍二、填空题(32%)1、速率分布函数f(v)的物理意义是________________________________________________________;的物理意义______________________________________________________________。(4分)2、分子运动论的三个基本点是__________________________________________________________________________;_________________________________________________________。(3分)3、测得某种抱负气体的比热容比r为1.4,其定容摩尔容Cv为__________,定压摩尔热容Cp为_______________。(2分)4、一级相变的普遍特性是_________________和______________。(2分)5、气体从非平衡态到平衡态的过程,叫做气体的输运过程,常见的有____________________、___________________、__________________、三种过程。(3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(看作抱负气体),等压加热使其温度由7℃升到27℃,它的内能增长了______________,对外作功________。(3分)8、量热的基本方法是________________,必须测出的物理量有_______和________,必须使用的仪器有________、__________和________。(5分)9、使晶体中粒子结合在一起的力,称为化学键,它是决定晶体基本性质的主线因素,重要有__________、__________、_________、________四种结合方式。(4分)10、液体的彻体性质有__________、___________、_________、_________和粘滞性等5种形式。(2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)三、计算题(50%)1、一容器内贮有氮气(),其压强为p=1.0atm,温度为t=27℃,求:①单位体积内的分子数;②氮气的密度;③氮分子的质量;④分子间的平均距离;⑤分子的平均平动动能。(10分)2、初温度100℃,质量为1kg的铝块,掉入0℃求铝、水和系统的熵变(铝的比热容C1=0.91J/g·k-1)。(10分)3、假设抱负气体定容摩尔热容为R,通过如图所示的abcda循环,da、bc为等温过程,ab、ca为等容过程,求:①a、b两态内能的变化△Uba?②循环效率η。(12分)4、一端封闭的玻璃管长l=70.0cm,贮有空气,气柱上面有一段长为h=20.0cm的水银柱,将气柱封住,水银面与管口对齐,今将玻璃管的开口端用玻璃片盖住,轻轻倒转后再除去玻璃片,因而,使一部分水银漏出,当大气压为75.0cmHg5、根据Maxwell速率分布律求分子速率倒数的平均值。(10分)物理学本科《热学》期终试卷(十一)班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值1832101010128100得分一、选择题(18%,每小题3分)1、若气体分子速率分布曲线如右图所示,图中A、B两部分面积相等,则V0表达:()最可几速率B、方均根速率C、平均速率D、大于和小于V0的分子数各占一半2、范德瓦尔斯气体比较接近实际气体,重要是考虑到气体分子的____和_____。()A、压强,体积B、压强,温度计C、体积,互相作用3、质量相等的氧、氦、二氧化碳分别贮在容积相同的容器内,初始温度相等,则____的初始压强最小。()A、氧气B、二氧化碳C、氦气4、一瓶氢气,在高速运送的过程中忽然被迫停止下来,则瓶内氢气的()A、压强和温度均保持不变B、压强变,温度不变C、压强不变,温度变D、压强和温度都要变5、一定质量的抱负气体,假如吸热相同,则在下列等值过程中,作功最多的是()A、等容过程B、等压过程C、等温过程6、下列说法中对的的是()A、物体的温度越高,则热量越多B、物体在一定状态时,具有一定的热量C、物体的温度愈高,则其内能越大D、物体的内能愈大,则具有的热量越多二、填空题(32%)1、写出下列各量的物理意义表达________________________________________________________________________________;表达____________________________________________。(4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=2.8×10-10m3、两瓶质量相同、温度相同的气体(氮、氢)随车运动,当车忽然停止时,它们的温度增量之比△TN:△TH=_______________________。(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)5、液体的循观结构具有_____________和__________的特点,液体中热运动的重要形式是____________________。(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、抱负气体CP>CV的因素是_______________________________。(2分)9、设抱负气体,用符号+、-、0分别表达P,V,T的增长、减少和不变,A为+表达外界对系统作正功,Q为+表达系统吸取热量,△U为+表达系统增长内能增长试填下表:(5分)改变量过程△T△V△PA△UQ等压—等温+等容—绝热—10、一级相变的普遍特性是_______________和_____________。(2分)11、氧气为刚性分子组成的抱负气体,其分子的平衡自由度数为_________,转动自由度数为______________,分子内原子间的振动自由度数为__________。(3分)12、标准状态下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__
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