大学物理复习-第五六章

第五章气体动理论一、气体动理论物态方程压强公式-速度关系式压强公式温度公式二、能量均分平均平动动能平均转动动能平均动能以双原子分子为例1mol气体的总动能1个分子的2三、速率分布归一化条件平均速率三个统计速率速率分布函数定义3第五章典型例题41．麦克斯韦分子速率分布函数f（

）必须满足条件_____________，此条件的物理意义是:分子速率处于（0~∞）区间的分子数占总分子数的百分比为1.

2．若f(

)为气体分子速率分布函数,N为气体分子总数，m为分子质量，则的物理意义为____________________________________。二、填空题速率在速率间隔

1～2之内的分子平均动能之和3.某种气体在温度T1时的方均根速率等于温度T2时的平均速率，则T2/T1为_______________。4．用总分子数N、气体分子速率

和速率分布函数f(

)，表示下列各量：（1）速率大于

0的分子为

。（2）速率大于

0的那些分子的平均速率为___.

5．对于处在平衡态下温度为T的理想气体，kT/2的物理意义是:

物质分子的任何一种运动形式的每一个自由度均具有kT/2的平均能量

。（k为玻耳兹曼常量）6.自由度为i的一定量刚性分子理想气体，当其体积为V、压强为P时,其内能E=_____.

7．有两条气体速率分布曲线为①和②

a、若两条曲线分别表示同一种气体处于不同温度下的速率分布，则曲线

表示的气体温度较高。12b、若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布，则曲线

表示氧气的速率分布曲线。8．某理想气体的定压摩尔热容量为，则它在273K时分子的平均转动动能______________。设自由度为i,双原子分子3.77×10－28(J)1．设某系统由N个粒子组成，粒子的速率分布如图所示．求（1）分布函数f(

)的表达式；(2)常数a以

0表示的计算式；(3)速率在0~

o之间、1.5

0~2

0之间的粒子数；(4)速率在0~

0之间粒子的平均速率。解(1)设直线斜率为k,由速率分布图可知三.计算题1．设某系统由N个粒子组成，粒子的速率分布如图所示．求(2)常数a以

0表示的计算式；(3)速率在0~

o之间、1.5

0~2

0之间的粒子数；(4)速率在0~

0之间粒子的平均速率。(2)曲线下的面积为系统总粒子数(3)(4)2．某气体的温度T＝273K，压强P=1.00×103Pa

密度ρ＝1.24×10-2kg•m-3。(1)求气体的摩尔质量；(2)求气体分子的方均根速率；(3)容器单位体积内分子的总平动动能。解(1)(2)(3)

解:3．在封闭容器中，一定量的N2理想气体温度升高到原来的5倍时，气体系统分解为N原子理想气体，此时系统的内能为原来的多少倍？（不考虑振动）N22N,第六章热力学基础一、热力学第一定律内能增量功热量热力学第一定律二、四个过程等体等压等温绝热绝热线比等温线陡些，但围成的面积小。13三、循环热机效率制冷系数卡诺循环四、热力学第二定律不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起其它变化。不可能从单一热源吸收热量，使它完全变为有用的功而不引起其它变化。14第六章典型例题热力学第二定律：从单一热源吸收来的热量全部用来做功而不引起其他变化是不可能的。而等温膨胀时，理想气体所吸收的热量全部用来做功，气体的体积增大了。气体的体积增大属于“其它变化”，所以不矛盾。2、如图所示，一定量理想气体从体积V1，膨胀到体积V2分别经历的过程是：A→B等压过程，A→C等温过程；A→D绝热过程，其中吸热量最多的过程[](A)是A→B.(B)是A→C.(C)是A→D.(D)既是A→B也是A→C,两过程吸热一样多。

3、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量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？

(A)等体降压过程．(B)等温膨胀过程．

(C)绝热膨胀过程．(D)等压压缩过程．［

］4、一定量的理想气体经历acb过程时吸热500J．则经历acbda过程时，吸热为

[]

(A)–1200J．(B)–700J．(C)–400J．(D)700J．

1A;2D;3B161.一定量的某种理想气体起始温度为T,体积为V,该气体在下面的循环过程中经过三个平衡过程：（1）绝热膨胀到体积2V,(2)等体变化使温度恢复为T,(3)等温压缩到原来的体积V,则这整个循环过程中【】(A)气体向外界放热(B)气体对外界做正功(C)气体内能增加(D)气体内能减少。

一、选择题：解：该气体的循环过程如右图，易见是一个逆循环，故系统向外界放热。A171.一卡诺热机，用290g空气为工作物质，工作在27℃的高温热源与－73℃的低温热源之间，此热机的效率η=___________。若在等温膨胀的过程中气缸体积增大到2.718倍，则此热机每一循环所做的功为________。（空气的摩尔质量29×10－3kg/mol）解：由T1=200k,T2=300k：热机的效率在等温膨胀的过程中热机吸热Q1为：二、填空：再由得：A=η×Q1=2.49×104×0.33=8309J8309J185、根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的．［］

(A)热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体．

(B)功可以全部变为热，但热不能全部变为功．

(C)气体能够自由膨胀，但不能自动收缩．C6、一定量理想气体，从同一状态开始使其体积由V1膨胀到2V1，分别经历以下三种过程：(1)等压过程；(2)等温过程；(3)绝热过程．其中：_____过程气体对外作功最多；_

_过程气体内能增加最多；___—过程气体吸收的热量最多．等压等压等压2.图示是相同温度下的氢气和氦气的速率分布曲线，则该温度下氢气分子的最概然速率为

。最概然速率可知：已知：得那么84、某一热机从727摄氏度的高温热源吸热，向温度为527度的低温热源放热。若热机在最大效率工作，且每一循环吸热2000J，则此热机每一循环做功？400J320K8、1mol理想气体(设Cp/CV为已知)的循环过程如T－V图所示，其中CA为绝热过程，A点状态参量(T1，V1)和B点的状态参量(T2，V2)为已知．试求C点的状态参量：

Vc=____，

Tc=______________，

pc=_______________．V2

7、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27℃，热机效率为40％，其高温热源温度为___K．今欲将该热机效率提高到50％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加___K．500100

279、0.02kg的氦气(视为理想气体)，温度由17℃升为27℃．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、外界对气体所作的功．(普适气体常量R=8.31)解：氦气为单原子分子理想气体，

(1)等体过程，V＝常量，W=0

据Q＝ΔE+W

可知

＝623J3分28(2)定压过程，p=常量，

(3)Q=0，DE与(1)同

W=-DE=-623J(负号表示外界作功)3分=1.04×103J

DE与(1)相同．

W=Q-DE＝417J4分

10、一定量的理想气体，由状态a经b到达c．(如图，abc为一直线)求此过程中(1)气体对外作的功；(2)气体内能的增量；(3)气体吸收的热量．(1atm＝1.013×105Pa)3031346.15、假定夏季室外温度恒定为37.0℃，启动空调使室内温度始终保持在17.0℃如果每天有2.51×108J的热量通过热传导等方式自室外流入室内，则空调一天耗电多少？（设该空调致冷机的致冷系数为同条件