热学习题
一、单项选择题
1. 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p 1和p 2，则两者的大小关系是：
(A) p 1＞p 2 .
(B) p 1＜p 2 .
(C) p 1= p 2 .
(D) 不确定的.
2双原子理想气体，作等压膨胀，若气体膨胀过程从热源吸收热量700Ｊ，则该过程气体对外做功为：
a 、 200J
b 、 350J
c 、 300J
d 、 250J
3. 下列方程中，哪一个不是绝热过程方程；
a 、 1-γTV
＝常量； b 、 1P T γγ--＝常量；
c 、 V P γ
＝常量；
d 、 γPV ＝常量
4. 设单原子理想气体由平衡态Ａ，经一平衡过程变化到状态Ｂ，如果变化过程不知道，但Ａ，Ｂ两状态的Ｐ，Ｖ，Ｔ都已知，那么就可以求出：
a 、 气体膨胀所做的功；
b 、 气体传递的热量；
c 、 气体内能的变化；
d 、 气体的总质量。
5. 某理想气体状态变化时，内能与温度成正比，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 、 以上过程都有可能发生。
6. 两瓶不同种类的气体，分子平均平动动能相等，但气体密度不同，则：
a 、 温度和压强都相同；
b 、 温度相同，内能也一定相同；
c 、 温度相同，但压强不同；
d 、 温度和压强都相不同。
7. 室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比为A /Q 为：
a 、 １／３
b 、 ２／７
c 、 ２／５
d、１／４
8.对于理想气体系统来说，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
做的功三者皆为负值：
a、等压压缩过程；
b、等容降压；
c、等温膨胀；
d、绝热膨胀。
9.摩尔数相同的氧气和氦气（视为理想气体），分别从同一初始状态开始作等温膨胀，终
态体积相同，则此两种气体在这一膨胀过程中：
a、吸热相同，但对外做功不同；
b、吸热不同，但对外做功相同；
c、对外做功和吸热均不相同
d、对外做功和吸热都相同
10.根据热力学第二定律可知：
a、功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功；
b、热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传道高温物体；
c、不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；
d、一切自发过程都是不可逆的。
11.摩尔数相同的三种气体Ne、O2、CO2（视为理想气体），它们各自独立地进行等压膨胀，
如果对外做的功A与内能增量ΔE的比值为2﹕5，则该种气体为
a)CO2
b)Ne
c)O2
d)不能确定。
12.一定量的理想气体分别经等压、等容和绝热过程后，气体的内能增量均为ΔE，则在上
述三个过程中应是：
a)温度变化相同，吸热也相同
b)温度变化不相同，但吸热相同
c)温度变化相同，但吸热不相同
d)温度变化不相同，吸热也不相同
13.在麦克斯韦速率分布律中，速率分布函数f(v)的物理意义可理解为：
a)速率在v附近单位速率间隔内的分子数；
b)速率等于v的分子数占总分子数的比率；
c)速率在v附近单位速率间隔内的分子数占总分子数的比率；
d)速率为v的分子数。
14.设速率分布函数为f(v)，在N个理想气体分子的容器中，气体分子速率在v1~v2间的分
子数为（）
（A）?2
1
)
(
v
v
dv
v
f
（B）)
)(
(
1
2
v
v
v
f-
（C）?2
1
)
(
v
v
dv
v
Nf
（D）)
)(
(
1
2
v
v
v
Nf-
15.1mol刚性双原子理想气体分子在温度为T时，其内能为（）
（A）
RT
3
2
（B）
kT
2
3
（C）
RT
2
5
；（D）
kT
2
5
。
16.压强为p、体积为V的氢气的内能为（）
（A）
pV
2
5
（B）
pV
2
3
（C）
pV
2
1
（D）
pV
2
7
17.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且他们都处于平衡态，则他
们（）
（A）温度相同、压强相同
（B）温度、压强都不相同
（C）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强
（D）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强
18.在下列理想气体各种过程中，那些过程可能发生？（）
(A) 等体加热，内能减少，压强升高(B) 等温压缩，吸收热量，压强升高
(C) 等压压缩，吸收热量，内能增加(D) 绝热压缩，内能增加，压强升高
19.一定量的理想气体，从p-V图上初态a经历①
或②过程到达末态b，已知a、b两态处于同一
条绝热线上（图中虚线所示），问各过程中气体
吸热还是放热。（）
(A) ①过程吸热，②过程放热
(B) ①过程放热，②过程吸热
(C) 两种过程都吸热
(D) 两种过程都放热
20.在600K的高温热源和300K的低温热源间工作
的卡诺热机，理论上最大效率可达到（）
(A) 100% (B) 75%
(C) 50% (D) 25%
21.致冷系数为6的一台冰箱，如果致冷量为1.08?106J. h-1，则冰箱一昼夜的耗电量为（）
(A) 1.2度 (B) 7.2度
(C) 50度 (D) 4.32?106度
22 麦克斯韦速率分布曲线如图10.2所示，图中A、B两部
分面积相等，则该图表示
(A) v0为最可几速率.
(B) v0为平均速率.
(C) v0为方均根速率.
(D) 速率大于和小于v0的分子数各占一半.
二、填空题
1、两个卡诺循环如图所示，它们的循环面积相等，则：
(1)它们吸热和放热的差值
(2)对外作的净功
(3)效率（填相同或不同）
2、刚性双原子分子的自由度为i= ,由该分子构成的理想气体的定体摩尔热容为
C V= ，定压摩尔热容为C P= 。
3．某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|A1|，又经绝热膨胀返回原来体积时
气体对外作功|A2|，则整个过程中：从外界吸收的热量Q为；内能增加了。
4．一定量的理想气体，从同一状态开始使其容积由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。则过程气体对外作功最多；
过程气体内能增加最多；过程气体吸收热量最多。
5.图a是氢和氧在同一温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，则曲线（1）代表，曲线（2）代表（填氢或氧）；图(b)是某种气体在不同温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，则曲线（1）的温度较，曲线（2）的温度较。（填高或低）
题6-10图
6.一循环过程如题右图所示，则ab表示过程，bc
表示过程，ca表示过程。
三、判断题
1．平衡态就是所有分子都静止的状态。（）
2. 内能减少的等容加热过程不可能发生。（）
3. 若对热力学系统加热，系统的温度有可能不升高。（）
4. 准静态过程中系统对外界所做的功是过程量。（）
5. 同温度下，相同质量的氢气和氧气具有相同的内能。（）
6. 热力学第一定律是包含热现象在内的动量守恒定律。（）
>0。（）7. 理想气体在绝热膨胀过程中，内能的改变量E
8．平衡态就是所有分子都静止的状态。（）
9．无论发生什么样的过程，热量都不能从低温物体传向高温物体（）
10．在P-V图上的任一条曲线表示的过程一定是准静态过程。( )
11．物体的温度越高，热量一定越多( )
12. 最概然速率就是所有分子中的最大速率（）
热学模拟试题(一)(2020年整理).doc
热学模拟试题（一） （时间：120分钟 共100分） 一、单项选择题：下面每题的选项中，只有一个是正确的，请将正确答案填在下面的答题表格内。（本题共15小 题，每小题2分，共30分） 1、 有一截面均匀、两端封闭的圆筒，中间被一光滑的活塞分成两边，如果其中的一边装有1克的氢 气，则为了使活塞停留在正中央，另一边应装入的氧气质量为（ ） A 、 16 1 克；B 、8克；C 、16克；D 、32克。 2、 如果只能用绝热方法使系统从初态变到终态，则（ ） A 、 对联结这两态的不同绝热路径，所做功不同； B 、 对联结这两态的所有绝热路径，所做功都相同； C 、 由于没有热能传递，故没有做功； D 、 系统的总内能将不变。 3、 下列说法正确的是（ ） A 、一个热力学系统吸收的热量越多，则其温度就越高，内能也就越大； B 、理想气体在自由膨胀过程中，体积从1V 变到2V ，则所作的功? ?= 2 1 V V dV P A ； C 、任意准静态过程中，理想气体的内能增量公式T C U m V ?=?,ν都适用； D 、理想气体被压缩，其温度必然会升高。 4、 由热力学第二定律，下面哪个说法正确（ ） A 、功可完全转变为热，但热不可能完全转为功； B 、热量不可能由低温物体传向高温物体； C 、两条绝热线可以相交； D 、一条绝热线与一条等温线只能有一个交点。 5、 一摩尔单原子理想气体，在一个大气压的恒定压强下，从0?C 被加热到100?C ，此时气体的内能 增加了（ ） A 、150J ； B 、415.5J ； C 、1246.5J ； D 、2077.5J 。 6、 将氦气液化的设备装在温度为K 3001=T 的房间内，如果该设备中氦气的温度为K 0.51=T ，则释 放给房间的热量1Q 和从氦气吸收的热量2Q 的最小比值为（ ） A 、 601；B 、60；C 、59 1 ；D 、59。 7、 在固定的容器中，若将理想气体的温度T 0提高为原来的两倍，即T ＝2T 0，分子的平均动能和气 体压强分别用ε和P 表示，则（ ） A 、02εε=，P = 2P 0； B 、02εε=，P = 4P 0； C 、04εε=，P = 2P 0； D 、ε和P 都不变。 8、 摩尔数一定的理想气体，由体积V 1，压强P 1绝热自由膨胀到体积V 2=2V 1，则气体的压强P 2、内 能变化U ?和熵的变化S ?分别为（ ） A 、 21P ，0，0； B 、2 1P ，0，2ln R ν C 、 2 1 P ，2ln R ν，0；； D 、 γ 2 1P ，0，2ln R ν。 9、 理想气体起始时温度为T ，体积为V ，经过三个可逆过程，先绝热膨胀到体积为2V ，再等体升压 到使温度恢复到T ，再等温压缩到原来的体积。则此循环过程（ ） A 、每个过程中，气体的熵保持不变； B 、每个过程中，外界的熵保持不变； C 、每个过程中，气体与外界的熵之和保持不变； D 、整个过程中，气体与外界的熵之和增加。 10、 若用N 表示总分子数，f (v )表示麦克斯韦速率分布函数，以下哪一个积分表示分布在速率区间 v 1~v 2内所有气体分子的总和（ ） A 、?2 1 )(v v dv v f ；B 、?2 1 )(v v dv v Nf ；C 、?2 1 )(v v dv v vf ；D 、?2 1 )(v v dv v Nvf 。 11、 某容器内盛有标准状态下的氧气O 2，其均方根速率为v 。现使容器内氧气绝对温度加倍，O 2被 分离成原子氧O ，则此时原子氧的均方根速率为（ ） A 、 2 1 v ；B 、v ；C 、2v ；D 、2v 。 12、 若气体分子服从麦克斯韦速率分布律，如果气体的温度降为原来的二分之一，与最概然速率v p 相应的速率分布函数f (v p )变为原来的（ ） A 、 21 ；B 、2；C 、2 1；D 、2。 13、 一容器贮有气体，其平均自由程为λ，当绝对温度降为原来的一半，体积增大一倍，分子作用 半径不变。此时平均自由程为（ ） A 、 21 λ； B 、2 1λ； C 、λ； D 、2λ； E 、2λ。 14、 气体温度和压强都提高为原来的2倍，则扩散系数D 变为原来的（ ） A 、2倍； B 、 2 1倍；C 、2倍；D 、 2 1 倍；E 、22倍。 15、 若在温度为T ，压强为P 时，气体的粘滞系数为η，则单位体积内的分子在每秒钟相互碰撞的总 次数为（ ） A 、πη34P ； B 、πη 38P ；C 、kT P πη342；D 、kT P πη382。 二、填空题：根据题意将正确答案填在题目中的空格内。（本题共9小题，10个空，每空2分，共20分） 1、 一摩尔单原子分子理想气体，从温度为300K ，压强为1atm 的初态出发，经等温过程膨胀至原 来体积的2倍，则气体所作的功为 。 2、 设空气温度为0℃，且不随高度变化，则大气压强减为地面的75%时的高度为 。 3、 某种气体分子在温度为T 1时的方均根速率等于温度为T 2时的平均速率，则2 1 T T ＝ 。 4、 氮气分子的最概然速率为450m/s 时的温度为 。 5、 1摩尔双原子分子理想气体由300K 经可逆定压过程从0.03 m 3膨胀到0.06 m 3，则气体的熵变 为 。
热学复习题 答案
1．有 2×10-3 m 3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102 J ． (1) 试求气体的压强； (2) 设分子总数为 5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度． (玻尔兹曼常量k ＝1.38×10-23 J ·K -1) 解：(1) 设分子数为N . 据 E = N (i / 2)kT 及 p = (N / V )kT 得 p = 2E / (iV ) = 1.35×105 Pa 4分 (2) 由 kT N kT E w 2 523= 得 ()21105.75/3-?==N E w J 3分 又 kT N E 2 5= 得 T = 2 E / (5Nk )＝362k 3分 2．一定量的单原子分子理想气体，从初态A 出发，沿图示直线过程变到另一状态B ，又经 过等容、等压两过程回到状态A ． (1) 求A →B ，B →C ，C →A 各过程中系统 对外所作的功W ，内能的增量?E 以及所吸收的 热量Q ． (2) 整个循环过程中系统对外所作的总功 以及从外界吸收的总热量(过程吸热的代数和)． 解：(1) A →B ： ))((211A B A B V V p p W -+= =200 J ． ΔE 1=ν C V (T B －T A )=3(p B V B －p A V A ) /2=750 J Q =W 1+ΔE 1＝950 J ． 3分 B → C ： W 2 =0 ΔE 2 =ν C V (T C －T B )=3( p C V C －p B V B ) /2 =－600 J ． Q 2 =W 2+ΔE 2＝－600 J ． 2分 C →A ： W 3 = p A (V A －V C )=－100 J ． 150)(2 3)(3-=-=-=?C C A A C A V V p V p T T C E ν J ． Q 3 =W 3+ΔE 3＝－250 J 3分 (2) W = W 1 +W 2 +W 3=100 J ． Q = Q 1 +Q 2 +Q 3 =100 J 2分 3) 5
热学第二章 习题答案
第二章 气体分子运动论的基本概念 2-1 目前可获得的极限真空度为10-13mmHg 的数量级，问在此真空度下每立方厘 米内有多少空气分子，设空气的温度为27℃。 解： 由P=n K T 可知 n =P/KT=)27327(1038.11033.1101023 213+?????-- =3.21×109(m –3 ) 注：1mmHg=1.33×102N/m 2 2-2 钠黄光的波长为5893埃，即5.893×10-7m ，设想一立方体长5.893×10-7m ， 试问在标准状态下，其中有多少个空气分子。 解：∵P=nKT ∴PV=NKT 其中T=273K P=1.013×105N/m 2 ∴N=6 23375105.5273 1038.1)10893.5(10013.1?=?????=--KT PV 个 2-3 一容积为11.2L 的真空系统已被抽到1.0×10-5mmHg 的真空。为了提高 其真空度，将它放在300℃的烘箱内烘烤，使器壁释放出吸附的气体。若烘烤后压强增为1.0×10-2mmHg ，问器壁原来吸附了多少个气体分子。 解：设烘烤前容器内分子数为N 。，烘烤后的分子数为N 。根据上题导出的公式PV = NKT 则有： )(0 110011101T P T P K V KT V P KT V P N N N -=-= -=? 因为P 0与P 1相比差103 数量，而烘烤前后温度差与压强差相比可以忽略，因此 00T P 与 1 1T P 相比可以忽略 1823 2 23111088.1) 300273(1038.11033.1100.1102.11??+???????=?=?---T P K N N 个
热学试题1---4及答案
热学模拟试题一 一、 填空题 1. lmol 的单原子分子理想气体，在1atm 的恒定压强下，从0℃加热到100℃， 则气体的内能改变了_____J ．(普适气体常量R=·mol -1·k -1)。 2. 右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM,BM,CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___ 过程； (2) 气体吸热的是______ 过程． 3. 所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ；它不可能制成是因为违背了___________________________________。 4. 处于平衡状态下温度为T 的理想气体， kT 2 3 的物理意义是 ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量). 5. 图示曲线为处于同一温度T 时氦（原子量 4）、氖(原子量20)和氩(原子量40)三种气体分子的速率分布曲线。其中： 曲线(a)是______ 分子的速率分布曲线； > 曲线(b)是_________气分子的速率分布曲线； 曲线(c)是_________气分子的速率分布曲线。 6. 处于平衡态A 的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B ，将从外界吸收热量416 J ，若经准静态等压过程变到 与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸收热量582J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。 7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J ．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热__________J ；若为双原子分子气体，则需吸热_____________J 。 8. 一定量的理想气体，在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程（a→b→c→d→a ），其中a→b ，c→d 两个过程是绝热过程，则该循环的效率η=_________________。 9. 某种单原子分子组成的理想气体，在等压过程中其摩尔热容量 为 ；在等容过程中其摩尔热容量为 ；在等温过程中其摩尔热容量为 ；在绝热过程中其摩尔热容量为 。 10. — 11. 理想气体由某一初态出发，分别做等压膨胀，等温膨胀和绝热膨胀三个过程。其中：等压膨胀 过程内能 ；等温膨胀过程内能 ；绝热膨胀过程内能 。 二、 选择题 1. 有一截面均匀两端封闭的圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中一边装有1克的氢气，则另一边应装入： （A ） 16 1 克的氧气才能使活塞停留在中央。 （B ） 8克的氧气才能使活塞停留在中央。 （C ） 32克的氧气才能使活塞停留在中央。 （D ） 16克的氧气才能使活塞停留在中央。 [ D ] 2. 按经典的能均分原理，每个自由度上分子的平均动能是： （A ） kT ； （B ）kT 2 3 ； （C ）kT 2 1 ； （D ）RT 。 [ C ] 3. ! 4. 有二容器，一盛氢气，一盛氧气，若此两种气体之方均根速率相等，则： P(atm) T(K) ~ a b c d —
热学复习题
热学复习题 一、选择题 1、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p 1 和p 2，则两者的大小关系是： (A) p 1> p 2． (B) p 1< p 2． (C) p 1＝p 2． (D)不确定的． ［ ］ 2、一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处 在温度为T 的平衡态时，其内能为 (A) (N 1+N 2) ( 23kT +25kT )． (B) 21(N 1+N 2) (23kT +2 5kT )． (C) N 123kT +N 225kT ． (D) N 125kT + N 223kT ． ［ ］ 3、关于温度的意义，有下列几种说法： (1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度． (2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义． (3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同． (4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度． 这些说法中正确的是 (A) (1)、(2) 、(4)． (B) (1)、(2) 、(3)． (C) (2)、(3) 、(4)． (D) (1)、(3) 、(4)． ［ ］ 4、温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系： (A) ε和w 都相等． (B) ε相等，而w 不相等． (C) w 相等，而ε不相等． (D) ε和w 都不相等． ［ ］ 5、压强为p 、体积为V 的氢气（视为刚性分子理想气体）的内能为： (A) 25pV ． (B) 2 3pV ． (C) pV ． (D) 2 1pV ． ［ ］ 6、1 mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为 (A) RT 23． (B) kT 2 3． (C) RT 25． (D) kT 2 5． ［ ］ （式中R 为普适气体常量，k 为玻尔兹曼常量） 7、5056 一定质量的理想气体的内能E 随体积V 的变化关系为一直线(其 延长线过E ~V 图的原点)，则此直线表示的过程为： (A) 等温过程． (B) 等压过程． (C) 等体过程． (D) 绝热过程．［ ］ 8、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则 它们 (A) 温度相同、压强相同． (B) 温度、压强都不相同． (C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强． (D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强． ［ ］
工程热力学习题集答案
工程热力学习题集答案一、填空题 1．常规新 2．能量物质 3．强度量 4．54KPa 5．准平衡耗散 6．干饱和蒸汽过热蒸汽 7．高多 8．等于零 9．与外界热交换 10．7 2g R 11．一次二次12．热量 13．两 14．173KPa 15．系统和外界16．定温绝热可逆17．小大 18．小于零 19．不可逆因素 20．7 2g R 21、（压力）、（温度）、（体积）。 22、（单值）。 23、（系统内部及系统与外界之间各种不平衡的热力势差为零）。 24、（熵产）。 25、（两个可逆定温和两个可逆绝热） 26、（方向）、（限度）、（条件）。 31.孤立系； 32.开尔文(K)； 33.－w s=h2－h1或－w t=h2－h1 34.小于 35. 2 2 1 t t t C C> 36. ∑=ω ωn 1 i i i i i M / M / 37.热量 38.65.29%
39.环境 40.增压比 41.孤立 42热力学能、宏观动能、重力位能 43.650 44.c v (T 2－T 1) 45.c n ln 1 2T T 46.22.12 47.当地音速 48.环境温度 49.多级压缩、中间冷却 50.0与1 51.（物质） 52.（绝对压力）。 53.（q=(h 2-h 1)+(C 22 -C 12 )/2+g(Z 2-Z 1)+w S ）。 54.（温度） 55. (0.657)kJ/kgK 。 56. (定熵线) 57.（逆向循环）。 58.（两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程） 59.（预热阶段、汽化阶段、过热阶段）。 60.（增大） 二、单项选择题 1.C 2.D 3.D 4.A 5.C 6.B 7.A 8.A 9.C 10.B 11.A 12.B 13.B 14.B 15.D 16.B 17.A 18.B 19.B 20.C 21.C 22.C 23.A 三、判断题 1．√ 2．√ 3．? 4．√ 5．? 6．? 7．? 8．? 9．? 10．? 11．? 12．? 13．? 14．√ 15．? 16．? 17．? 18．√ 19．√ 20．√ 21.（×） 22.（√） 23.（×） 24.（×） 25.（√） 26.（×） 27.（√） 28.（√） 29.（×） 30.（√） 四、简答题
热学习题解答第一章导论
普通物理学教程《热学》（秦允豪编） 习题解答 第一章 导论 1.3.1 设一定容气体温度计是按摄氏温标刻度的，它在下的冰点及下水的沸点时的压强分别为和，试问（1）当气体的压强为时的待测温度是多少（2）当温度计在沸腾的硫中时（ 下的硫的沸点为），气体的压强是多少 解： （1）C t i ?=0，MPa P i 0405.0=； C t s ?=100，MPa P s 0553.0= C =γ，()P p t ∝，i s i s P P t t tg k --= =α bP a t += ()()C P P P P P P Pi P t t t P P k t t i s i i s i s i i i v ??---?--+ =-+=100摄氏C C C ?-=??-=??--=4.20510048.104.31000405.00553.00405.00101.0 （2）由 ()i s i v P P C P P t -?? -=100 ()C t P P P P v i s i ?? -+=100C C ?? ?+?=1005.4441048.11005.444 ()254.1006.1106286.10-?=?=m N Pa Pa 1.3.2 有一支液体温度计，在下，把它放在冰水混合物中的示数t0＝－0.3℃；在沸腾的水中的示数t0＝ 101.4℃。试问放在真实温度为66.9℃的沸腾的甲醇中的示数是多少若用这支温度计测得乙醚沸点时的示数是为34.7℃，则乙醚沸点的真实温度是多少在多大一个测量范围内，这支温度计的读数可认为是准确的（估读到0.1℃） 分析：此题为温度计的校正问题。依题意：大气压为为标准大气压。冰点C t i ?=0，汽点 C t s ?=100，题设温度计为未经校证的温度计，C t i ?-=3.0'，C t s ?=4.101'，题设的温度 计在（1）标准温度为C t P ?=9.66，求示数温度?'=P t （2）当示数为C t P ?=7.34，求标准温度?=P t 解：x 为测温物质的测温属性量 设''i s t t -是等分的，故()x x t ∝(是线性的)，()x x t ∝' 对标准温度计i s i i s i p x x x x t t t t --= --……（1） 非标准温度计i s i i s i p x x x x t t t t --= --' '' ' (2)
热学试题库
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24 28 10 10 10 8 10 100 得分 一、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、增加 B、减少 C、不变 D、可以增加也可以减少 E、可以增加也可以不变 2、两种理想气体的温度相同，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分成积相等的两部分，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理想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%） 1、理想气体温标的定义：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、理想气体Cp>Cυ的原因是 ______________________________________________。（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 理想气体处于平衡状态时，两种气体的内能都等于u，则两种分子的平
热学练习题(答案)
热学练习题 第一章 1.3.4 1.3.6 1.4.4 1.4.6 1.4.8 1.6.9 1.6.11 1.7.2 1-7 水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm;温度计浸在沸水中时，水银柱的 长度为24.0cm. (1) 在室温22.0℃时，水银柱的长度为多少？ (2) 温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm ，试求溶液 的温度。 解：设水银柱长L 与温度T 成线性关系： L=at+b 当t=0℃时 则L 0=a×0+b ∴b=1. 代入上式 L=at+1. 当t 1=100℃时 则L 1=at 1+1. ∴a=（L 1-L 0）/t 1 (1) L= 01 1L t t L L +-= 0.422100 0.40.24+?-=8.4(cm) (2) t / =（L / -L 0）/a= 100 0.40.240.44.25--=107℃ 1-9 在容积V=3L 的容器中盛有理想气体，气体密度为ρ=1.3g /L 。容器与大气相通排出一部分气体后，气压下降了0.78atm 。若温度不变，求排出气体的质量。 解：根据题意RT pV ν=，可得：RT M m pV = ， ρ p m V p RT M = =1 所以当温度不变时，气体的压强和密度成正比，初始密度为1.3g/L ，后来的密度为： 11 22ρρp p = 则排除的气体的质量为：
33.178.0)1( )(1 11 212??= -=-=?P V p p V m ρρρ 大气压为1atm ，容器与大气相通即2p =1atm ，也就是1p =1+0.78=1.78atm 0.78 1.33 1.71.78 m g ?= ??= 1-16 截面为1.0cm 2的粗细均匀的U 形管，其中贮有水银，高度如图1-16所示。今将左侧的上端封闭，将其右侧与真空泵相接，问左侧的水银将下降多少？设空气的温度保持不变，压强75cmHg 。 解：根据静力平衡条件，右端与大气相通时，作端的空气 压强为大气压P 0=75cmHg ，当由端与真空泵相接时，左端空气压强为P=△l 。（两端水银柱高度差） 设左端水银柱下降X= P l 2121= ? ∴P=2X ∵PV=常数 ∴ 即75×50=2X （50+X ） 整理得：07525502 =?-+X X ∴X=25cm 舍去X=-75 1-18 如图1-18所示，两个截面相同的连通管，一为开管，一为闭管，原来两管内水银 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？设原来闭管内水银面上空气柱的高度R 和大气 压强为P 0，是已知的。 解：设管截面积为S ，原闭管内气柱长为R ，大气 压强为P ，闭管内水银面下降h ′后，其内部压强为P 0，对闭管内一定质量的气体有： S h K P KS P )(0'+= h K K P P ' += 0 以水银柱高度为压强单位： h h P P '-=-0 ∴P=h h P '+-0
热力学第一定律习题及答案
热力学第一定律习题 一、单选题 1) 如图，在绝热盛水容器中，浸入电阻丝，通电一段时间，通电后水及电阻丝的温度均略有升高，今以电阻丝为体系有：( ) A. W =0，Q <0，?U <0 B. W <0，Q <0，?U >0 C. W <0，Q <0，?U >0 D. W <0，Q =0，?U >0 ?2) 如图，用隔板将刚性绝热壁容器分成两半，两边充入压力不等的空气(视为理想气体)，已知p右> p左，将隔板抽去后: ( ) A. Q＝0, W ＝0, ?U ＝0 B. Q＝0, W <0, ?U >0 C. Q >0, W <0, ?U >0 D. ?U ＝0, Q＝W??0 ?3）对于理想气体，下列关系中哪个是不正确的：( ) A. (?U/?T)V＝0 B. (?U/?V)T＝0 C. (?H/?p)T＝0 D. (?U/?p)T＝0 ?4）凡是在孤立孤体系中进行的变化，其?U 和?H 的值一定是：( ) A. ?U >0, ?H >0 B. ?U ＝0, ?H＝0 C. ?U <0, ?H <0 D. ?U ＝0，?H 大于、小于或等于零不能确定。 ?5）在实际气体的节流膨胀过程中，哪一组描述是正确的: ( ) A. Q >0, ?H＝0, ?p < 0 B. Q＝0, ?H <0, ?p >0 C. Q＝0, ?H ＝0, ?p <0 D. Q <0, ?H ＝0, ?p <0 ?6）如图，叙述不正确的是：( ) A.曲线上任一点均表示对应浓度时积分溶解热大小 B.?H1表示无限稀释积分溶解热 C.?H2表示两浓度n1和n2之间的积分稀释热 D.曲线上任一点的斜率均表示对应浓度时HCl的微分溶解热 ?7）?H＝Q p此式适用于哪一个过程: ( ) A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀到10132.5sPa B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液 D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa ) ?8) 一定量的理想气体，从同一初态分别经历等温可逆膨胀、绝热可逆膨胀到具有相同压力的终态，终态体积分别为V1、V2。( ) A. V1 < V2 B. V1 = V2 C. V1 > V2 D. 无法确定 ?9) 某化学反应在恒压、绝热和只作体积功的条件下进行，体系温度由T1升高到T2，则此过程的焓变?H:( ) A.小于零 B.大于零 C.等于零 D.不能确定 ?10) 对于独立粒子体系，d U＝?n i d? i＋?? i d n i，式中的第一项物理意义是: ( ) A. 热 B. 功 C. 能级变化 D. 无确定意义 ?11) 下述说法中哪一个正确：( ) A.热是体系中微观粒子平均平动能的量度 B.温度是体系所储存能量的量度 C.温度是体系中微观粒子平均能量的量度 D.温度是体系中微观粒子平均平动能的量度 ?12) 下图为某气体的p－V图。图中A→B为恒温可逆变化，A→C为绝热可逆变化，A→D 为多方不可逆变化。B, C, D态的体积相等。问下述个关系中哪一个错误？( ) A. T B > T C B. T C > T D C. T B > T D D. T D > T C ?13) 理想气体在恒定外压p?下从10dm3膨胀到16dm3, 同时吸热126J。计算此气体的??U。( ) A. -284J B. 842J C. -482J D. 482J ?14) 在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间：( ) A.一定产生热交换 B.一定不产生热交换 C.不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关
热学习题集-3
第三章热力学第一定律 一．填空题 1、内能是系统内和的总和 2、如果利用节流致冷效应来液化气体，必须将其温度先降到上转换温度以下。根据下列数据，通常氮气、氧气等在常温常压下，发生 3 体膨胀可近似为理想气体准静态绝热膨胀过程，其结果是内能，温度 4、和是改变系统内能（状态）的两种方式 5、能量守恒定律告诉我们，能量既不能创生，也不能消灭，只能从 ，或从，在转化或转移过程中能量守恒 6、在P－V空间中，一个点表示一个，一条线表示一个 7、我们若将心脏输运血液过程视为准静态过程，人的心脏大约每分钟跳动60次，每次输运血液约为80ml，人血压的平均值约为1.6x104Pa。则人的心脏功率为 8、对于热机，一般其低温热源T2是。因此，提高热机效率，可行的途径是通过提高来实现 9、Joule和Gay-Lussac在气体绝热自由膨胀过程都没有观测到系统温度的变化，似乎说明气体内能与体积无关，仅是温度的函数。事实上，由于，即便气体的温度有了少许变化，也难以观测到水温的变化10、对于制冷机，一般其高温热源T1是。 若使制冷温度T2愈低，制冷系数ε ，制冷过程愈长，耗能愈多 11、在高温T1=900K和低温T2=300K之间工作的热机，其热机效率最大值为 二．概念与定理定律解释 1、热力学第一定律 2、准静态过程 3、定体热容量 4、定压热容量 5、热机
6、热机效率 7、制冷系数 8、绝热过程 三．论述题 1、根据分子运动的统计力学观点，论述理想气体分子在绝热膨胀过程中压强变化的原因。 2、根据分子运动的统计力学理论，论述理想气体分子在等温过程中压强变化的原因？ 四．证明题（必要的文字说明） 1、根据热力学第一定律和理想气体方程，推证绝热过程方程： 2、证明卡诺循环的热机效率： 3、由于空气的热传导系数很小（常温下，0.027 W/mK），大气对流层中暖气流缓慢上升时，气体膨胀可近似为理想气体准静态绝热膨胀过程，温度降低。根据大气绝热模型，证明大气对流层的温度随高度变化规律： dT/dz = - (γ-1)M mol g/γR，取空气的绝热指数γ= C P/C V=1.4、M mol = 29 g /mol，计算出大气绝热递减率。 五．综合题（必要的说明和数学过程） 1、我们设计一个由热机和制冷机构成的理想的双效循环装置。热机通过燃烧燃料，向供暖系统中的水放热，同时带动制冷机工作；制冷机从食品储藏室中吸热，也向供暖系统放热。其中锅炉的温度为210℃，储藏室的温度为15℃，供暖系统的温度为60℃，煤的燃料值为 3.34x107J/kg. 如果热机和制冷机的循环均视为理想气体的Carnot 循环过程，那么，每燃烧1kg煤，供暖系统吸收的热量为多少？ 2、卡诺热机在高温热源T1和低温热源T2之间工作，提高高温热源△T 或降低低温热源△T，均可以提高热机效率，请通过计算比较二者结果的大小，并从实际可行性讨论哪一种途径更有效？ 3、海尔电冰箱工作时，其冷冻室中的温度为﹣10℃，冷藏室为5℃。若按理想卡诺制冷循环计算，其制冷系数为多少？常温下，电冰箱工作时每消耗一度电，可以从冷冻室中吸收热量？ 4、Newton根据声波的波动方程解出声波的波速公式：C S=，并认为声波的波动是等温过程，由此计算的声速为C S=298m/s。Laplace认为声波是弹性纵波，波动过程要引起弹性介质的温度和压强变化；由于空气的
热力学习题及答案
9 选择题(共21 分，每题 3 分) 1、理想气体从p-V图上初态a分别经历如图所示的(1) 或(2) 过程到达末态b.已 知Ta
态a' cb 到达相同的终态b, 如图所示, 则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1,Q2的关系为[ B ] (A) Q 1<0,Q1>Q2 ; (B) Q 1>0, Q 1>Q2 ; (C) Q 1<0,Q1 大学物理竞赛训练题 热学(2) 一、选择题 1. 一定量的理想气体分别由初态a 经①过程ab 和由初态a ′经②过程a′cb 到达相同的终态b ，如p －T 图所示，则两个过程中气体从外界吸收的热量 Q 1，Q 2的关系为： (A) Q 1<0，Q 1 > Q 2． (B) Q 1>0，Q 1> Q 2． (C) Q 1<0，Q 1< Q 2． (D) Q 1>0，Q 1< Q 2． ［ ］ 2. 有两个相同的容器，容积固定不变，一个盛有氨气，另一个盛有氢气（看成刚性分子的理想气体），它们的压强和温度都相等，现将5J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氨气也升高同样的温度，则应向氨气传递热量是： ［ ］ (A) 6 J. (B) 5 J. (C) 3 J. (D) 2 J. 3. 某理想气体状态变化时，内能随体积的变化关系如图中AB 直线所示．A →B 表示的过程是 ［ ］ (A) 等压过程． (B) 等体过程． (C) 等温过程． (D) 绝热过程． 4.在所给出的四个图象中，哪个图象能够描述一定质量的理想气体，在可逆绝热过程中，密度随压强的变化？ ［ ］ 5. 气缸中有一定量的氦气(视为理想气体)，经过绝热压缩，体积变为原来的一半，则气体分子的平均速率变为原来的 ［ ］ (A) 24/5倍． (B) 22/3倍． (C) 22/5倍． (D) 21/3倍． 6. 对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比W / Q 等于 ［ ］ (A) 2/3． (B) 1/2． (C) 2/5． (D) 2/7． 7. 理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小(图中阴影部分)分别为S 1和S 2，则二者的大小关系是： (A) S 1 > S 2． (B) S 1 = S 2． (C) S 1 < S 2． (D) 无法确定． ［ ］ p ρ p (A) ρ p (C) ρ p (B)ρ p (D) 《热学习题》 2012-2013-2 姓名 学号 班级 第二章 2.2.1 在图2.28中列出了某量x的值的三种不同的概率分布函数的图线.试对于每一种图线求出常数A的值,使在此值下函数成为归一化函数.然后计算x和x2的平均值,在(a)情形下还求出|x|的平均值. 2.3.2 求速率在区间v p~1.01 v p内的气体分子数占总分子数的比率. 2.3.5 (1)某气体在平衡温度T2时的最概然速率与它在平衡温度T1时的方均根速率相等,求T2/T1. (2)已知这种气体的压强为p,密度为ρ,试导出其方均根速率的表达式. 2.3.7 已知温度为T的混合理想气体由分子质量为m1的v1mol分子及由分子质 mol分子所组成，试求：（1）它们的速率分布；（2）平均速率。 量为m2的 2 2.4.2 分子质量为m 的气体在温度T 处于热平衡，若以v x 、v y 及v z 分别表示分子速度的x 、y 、z 三个分量及其速率，试求下述平均值：（1）x v ；（2）2x v ；（3）2x v v ； （4）2x y v v ；(5) ()2 x y v bv + 2.4.5 求麦克斯韦速度分布中速度分量x v 大于2p v 的分子数占总分子数的比率。 2.5.2 一容器被一隔板分成两部分，其中气体的压强分别为1p 和2p ，两部分气体 的温度均为T ，摩尔质量均为M ，试证明：如果隔板上有一面积为A 的小孔，则每秒通过小孔的气体质量为 1 2)dm p p A dt =- 2.5.7 当液体与其饱和蒸汽共存时，气化率与凝结率相等，设所有碰到液面上的蒸汽分子都能凝结为液体，并假定当把液面上的蒸汽迅速抽去时，液体的气化率与存在饱和蒸汽时的气化率相同，已知水银在0℃时的饱和蒸汽压为0.0246N ·m -2，问每秒通过每平方厘米液面有多少千克水银向真空气化。 第1章 温度习题答案 一、 选择题 1. D 2. B 二、填空题 1. Pa 31008.9? K 4.90 C 0 8.182- 三、计算题 1. 解：漏掉的氢气的质量 kg T V p T V p R M m m m 32.0)(2 2 211121=-=-=? 第2章 气体分子动理论答案 一、选择题 1. B 解：两种气体开始时p 、V 、T 均相同，所以摩尔数也相同。 现在等容加热 V C M Q μ=△T ，R C R C V V 2 5 ,232H He == 由题意 μM Q =He R 23?△T ＝ 6 J 所以 R M Q 252 H ?=μ△T ＝(J)1063 535H =?=e Q 。 2. C 解：由 ,)(,)(,He 222O 1112R M T V p R M T V p R M T pV ?=?==μ μ μ ,,2121T T p p ==又 所以, 2 1)( )21He O 2 ==V V M M μ μ （ 根据内能公式,2 RT i M E ?=μ得二者内能之比为65352121=?=E E 3. B 解：一个分子的平均平动动能为,2 3 kT w = 容器中气体分子的平均平动动能总和为 321041052 3232323-????===?= =pV RT M kT N M w N W A μμ ＝3(J)。 4. C 解：由R pVC E RT M pV T C M E V V = = = 得 ,μ μ ， 可见只有当V 不变时，E ~ p 才成正比。 5. D 解：因为)(d v f N N =d v ，所以)(21212 v f N mv v v ???d ?=21221v v mv v d N 表示在1v ~2v 速率间隔内的分子平动动能之和。 6. D 解：由,2,212 2 v n d z n d ππλ== 体积不变时n 不变，而v ∝T ， 所以, 当T 增大时，λ不变而z 增大。 二、填空题 1. 27.8×10-3 kg ?mol -1 解：由RT M pV μ = 可得摩尔质量为 5 23mol 10013.1100.130031.8103.11??????====--p RT pV MRT M ρμ )m ol (kg 108.271 3 --??= 2. 1.28×10-7K 。 [1eV = 1.6×1019 -J ，摩尔气体常数R ＝ 8.31 (J·mol 1 -·K 1 -)] 解：由V C M E μ = ?△T 和R C V 2 3 = 得 第六章热学答案 1． 解 ：由致冷系数2122T T T A Q -== ε ()J T T AT Q 421221025.121 102731000?=-?=-= 2．解：锅炉温度K T 4832732101=+=，暖气系统温度K T 333273602=+=，蓄水池温度K T 288273153=+=。kg 0.1燃料燃烧放出的热量为1Q 热机的工作效率1212111T T Q Q Q A -=-== η，向制冷机做功)1(1 21T T Q A -=，热机向暖气系统放热分别为11 2 12Q T T A Q Q = -=；设制冷机的制冷系数3 23 43T T T A A Q A Q -=-== ε， A T T T T T T T T T A Q ?-?-=-+ =3 22 1213234)1( 暖气系统得到热量为： 112322112421Q T T T T T Q T T Q Q Q ???? ? ?--+= +=1123231Q T T T T T ?-T -= cal 41049.115000483 333 288333288483?=???--= 3．解：（1）两个循环都工作与相同绝热线，且低温T 不变，故放热相同且都为2Q ，在第一个循环过程中2 2 1212111Q A Q Q Q T T +- =-=- =η，2122T T AT Q -=；在第二个循环过程中高温热源温度提高到3T 的循环过程中2223232111Q A Q Q Q T T +-=-=- =η，2 32 22T T T A Q -=；因此2 32 22122T T T A T T AT Q -=-= 解得()()K T T A A T T 473173373800 106.12733 211223=-?+=-+= （2）效率增大为：3.42473 2731132=-=- =T T η ％热学试题(2).doc
热学习题集
1热学习题解答
热学第六章课后习题答案