YBB00082003-2015 气体透过量

一定量的理想气体若从同一状态分别经绝热、等温和等压过程,膨胀了

《大学物理》练习题 第四章 热力学和统计物理学 一、判断题 1、（√）容器中的气体处于平衡态时，容器中各处的温度相等。 2、（√）在温度和压强相同的条件下，相同体积中含有的分子数是相等的，与气体的种类无关。 3、（×）传递热量都可以改变物体的内能，做功不能改变物体的内能。 4、（×）气体处于平衡态时，气体中每个分子的动能都相等。 5、（×）每一个分子都具有质量、速度、压强和温度。 6、（×）热力学系统吸收热量，其内能一定增加。 7、（×）在绝热过程中，系统与外界没有热量传递，系统的温度是不变化的 8、（×）某种气体分子的自由度为i ,则该气体每个分子的动能都应该是kT i 2 。 9、（√）热学中的一切可逆过程都必须满足能量守恒定律。 10、（×）系统经过一正循环后，系统和外界都没有变化。 二、选择题 1、一定量的理想气体若从同一状态分别经绝热、等温和等压过程，膨胀了相同的体积，在这三个过程中理想气体对外所作的功分别为A a 、A T 和A p ，则有[ D ] (A) A T > A a >A p ； (B) A p > A a >A T ； (C) A T > A p >A a ； (D) A p > A T > A a 。 2、当温度升高1K 时，0.5 mol 二氧化碳气体内能增加了[ B ] （A ）6.3焦耳；（B ）12.5焦耳；（C ）20.8焦耳；（D ）24.9焦耳。 3、在一密闭容器内，储有A 、B 、C 三种理想气体，A 气体的分子数密度为n 1，它产生的压 强为p 1，B 气体的分子数密度为2n 1，C 气体的分子数密度为3n 1，则混合气体的压强为 [ D ] (A)3 p 1 (B) 4 p 1 (C)5 p 1 (D)6 p 1 4、处于平衡态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则它们[ C ] A ．温度、压强均不相同 B ．温度相同，但氦气压强大于氮气压强 C ．温度、压强都相同 D ．温度相同，但氦气压强小于氮气压强 5、两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛有氦气（均视为刚性分子理想气体）。开始时它们的温度和压强都相等，先将3J 热量传给氦气，使之升高到一定温度。若使氢气也升高同样的温度，则应向氢气传递热量[ B ]

物化,第1章 热力学第一定律---补充练习题

第二章 热力学第一定律 (一) 填空题 1. 在一绝热容器中盛有水，将一电阻丝浸入其中，接上电源一段时间（见下左图）当选择 不同系统时,讨论Q 和W 的值大于零、小于零还是等于零。 系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q W U 参考答案 2. 298K 时，反应CH 3CHO(g) = CH 4(g) + CO(g)的反应热 r H m 0 = mol -1，若反应恒压的热容r C p,m = Jmol -1K -1，则在温度为 时，反应热将为零。（设：r C p,m 与温度无关）。 3. 对理想气体的纯PVT 变化，公式dU=nC V,m dT 适用于 过程；而真实气体 的纯PVT 变化，公式dU=nC V,m dT 适用于 过程。 4. 物理量Q 、W 、U 、H 、V 、T 、p 属于状态函数的有 ；属于途 径函数的有 。状态函数中属于强度性质 的 ；属于容量性质的有 。 5. 已知反应 C(S)+O 2CO 2 r H m 0＜0 若该反应在恒容、绝热条件下进行，则ΔU 于 零、ΔT 于零、ΔH 于零；若该反应在恒容、恒温条件下进行,则ΔU 于零、 ΔT 于零、ΔH 于零。（O 2、CO 2可按理想气体处理） 6. 理想气体绝热向真空膨胀过程，下列变量ΔT 、ΔV 、ΔP 、W 、Q 、ΔU 、ΔH 中等于零的 有： 。 7. 1mol 理想气体从相同的始态(p 1、T 1、V 1)，分别经过绝热可逆膨胀至终态(p 2、T 2、V 2)和经绝 热不可逆膨胀至终态('2'22V T p 、、)则’‘，2222 V V T T (填大于、小于或等 于)。 8. 某化学在恒压、绝热只做膨胀功的条件下进行，系统温度由T 1升高至T 2，则此过程ΔH 零，如果这一反应在恒温（T 1）恒压和只做膨胀功的条件下进行，则其ΔH 于零。 9．范德华气体在压力不太大时，有b RT a V T V T m p m -=-??2)(且定压摩尔热容为C P,m 、则此气体的焦——汤系数μJ-T = ，此气体节流膨胀后ΔH 0。 10． 1mol 单原子理想气体（C V,m =）经一不可逆变化，ΔH =，则温度变化为ΔT = ，内能变化为ΔU = 。 11. 已知298K 时H 20(l)、H 20(g)和C02(g)的标准摩尔生成焓分别为、 –和mol -1，那么C(石墨)、H 2 (g)、02(g)、H 20(l)、H 20(g)和C02(g)的标准摩尔燃烧焓分别 为 。 系统 电源 电阻丝 水 电源+电阻丝 水+ 电阻丝 水+电阻丝+电源 Q = < > < = = W < > = = > = U < > > < > =

怎样运用理想气体状态方程解题

§7 怎样运用理想气体状态方程解题 理想气体处在平衡状态时，描写状态的各个参量（压强P 、体积V 和温度T ）之间关系式，叫理想气体状态方程，其数学表达式为： (1)M PV RT μ= 此式的适用条件是：①理想气体；②平衡态。 上式中： M －气体的质量； μ－－摩尔质量； M μ－是气体的摩尔数。 对于一定质量， 一定种类的理想气体，在热平衡下，状态方程可写为： 112212PV PV M R const T T μ==== 此式表明：一定质量、一定种类的理想气体，几个平衡状态的各参量之间的关系。 对于种类相同的两部分气体的状态参量分别为1P 、1V 、1T 、2P 、2V 、2T ，现将其混合。其状态参量为P 、V 、T ，则状态参量间具有下列关系式： 112212 PV PV PV T T T =+ 此式实质上说明了质量守恒：12M M M =+（1M 、2M 与M 分别表示混合前后的质量），按照质量守恒与状态方程是否可以得知：式（3）对不同气体也照样适合？请思考。 一、关于气体恒量R 的单位选择问题： 一摩尔质量的理想气体，要标准状况下，即01P atm =，0273.15T K =，022.4V L =，故有000 PV R T =。 在国际单位制() 23P /,a N m m -压强体积用作单位中，R 的量值选8.31J/mol K ?。

因为：32331.01310/22.410/8.31/273.15N m m mol R J mol K K ???==?； 在压强用大气压、体积用3m 时，R 的量值取3 8.2110/atm m mol K -???，因为： 335122.410/8.2110/273.15atm m mol R atm m mol K K -??==??? 在压强用大气压作单位、体积用升作单位时，R 的量值选0.082/atm l mol K ??，因为： 122.4/0.082/273.15atm l mol R atm l mol K K ?==?? 应用M PV RT μ=计算时，压强、体积单位的选取必须与R 一致在同时温度必须用热力 学温标。 二、怎样用状态方程来解题呢？ 1、根据问题的要求和解题的方便，倒塌选取研究对象。研究对象选择得合理，解题就会很方便，否则会造成很多麻烦。选择对象时，容易受容器的限制。事实上，有时一摆脱容器的束缚，就能巧选研究对象。选择时应注意：在独立方程的个数等于未知量的个数的前提下，研究对象的数目应尽可能地少。最好是，研究对象的数目恰好等于待求的未知量的数目，此时，中间未知量一个也没出现。 2、描写研究对象的初、未平衡状态，即确定平衡状态下的P 、V 、T ； 3、根据过程的特征，选用规律列出方程，并求解。选择研究对象与选用规律，其根据都是过程的特征，因此，这两者往往紧密联系。列方程时，一般用状态方程的式子多，而用状态变化方程时式子较少，故能用状态变化方程时应尽可能优先考虑。 气体的混合（如充气、贮气等）和分离（如抽气、漏气等）有关的习题不少。对于这类习题，可从不同角度出发去列方程：①从质量守恒定律或推广到不同种类的分子气体时总摩尔数不变来考虑；②从同温、同压下的折合的加和减来考虑。由于气体体积是温度、压强的函数，所以，在利用利用“气体折合体积的加和性”时必须注意，只有统一折算成相同温度

18一定质量的理想气体由状态A经过图示过程变到状态B

（01江西） 18．一定质量的理想气体由状态A 经过图示过程变到状态B ，在此过程中气体的密度 A ．一直变小 B ．一直变大 C ．先变小后变大 D ．先变大后变小 （03全理综新）20．如图所示，固定容器及可动活塞P 都是绝热的， 中间有一导热的固定隔板B ，B 的两边分别盛有 气体甲和乙。现将活塞P 缓慢地向B 移动一段距 离，已知气体的温度随其内能的增加而升高。则 在移动P 的过程中 A ．外力对乙做功；甲的内能不变 B ．外力对乙做功；乙的内能不变 C ．乙传递热量给甲； 乙的内能增加 D ．乙的内能增加；甲的内能不变 （03江苏）3．如图，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子 的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，0,0<>F F 为斥力 为引力，a 、b 、c 、d 为x 轴上四个特定的位置， 现把乙分子从a 处静止释放，则（ ） A ．乙分子从a 到b 做加速运动，由b 到c 做减速运动 B ．乙分子由a 到c 做加速运动，到达c 时速度最大 C ．乙分子由a 到b 的过程中，两分子间的分子势能一直减少 D ．乙分子由b 到d 的过程中，两分子间的分子势能一直增加 （03江苏）6．一定质量的理想气体， （ ） A ．先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度 B ．先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积 C ．先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度 D ．先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能 （04江苏）18．关于分子的热运动，下列说法中正确的是 （ ） A ．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大 B ．当温度降低时，物体内每一个分子热运动的速率一定都减小 C ．当温度升高时，物体内分子热运动的平均动能必定增大 D ．当温度降低时，物体内分子热运动的平均动能也可能增大 （04理综北京）15．下列说法正确的是 （ ） A ．外界对气体做功，气体的内能一定增大 B ．气体从外界只收热量，气体的内能一定增大 C ．气体的温度越低，气体分子无规则运动的平均动能越大 r p A B

大学物理第06章习题分析与解答.doc

6-1某一热力学系统经历一个过程后，吸收了400J的热量，并对环境做功300J,则系统的内能()o (A)减少了100J (B)增加了100J (C)减少了700J (D)增加了700J 解：由热力学第一定律2 = AE + W可得 AE = 2 - VV = 400 - 300=100J 故选B 6-2对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程中系统所吸收的热量、内能的增量和对外做功三者均为负值( )？ (A) 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 解：等容过程不做功，故A不正确；等温过程内能不变，故B不正确；绝热过程与外界不交换热量，故C不正确； 对于等压压缩过程：体积减小，系统对外界做负功，表现为外界对系统做功；易知压缩过程温度降低，则内能减少；等压过程e p = vC^T ,温度降低，则必放热。故选D 6-3系统分别经过等压过程和等体过程，如果两过程中的温度增加值相等，那么()o (A)等压过程吸收的热量小于等体过程吸收的热量 (B)等压过程吸收的热量等于等体过程吸收的热量 (C)等压过程吸收的热量大于等体过程吸收的热量 (D)无法确定 解：等压过程吸收的热量Q p = vC^T ；等容过程吸收的热量e v=^c v Ar,由于 C p > C v ,故选 C 6-4 一台工作于温度分别为327°C和27°C的高温热源与低温热源之间的卡诺热机，每经历一次 循环吸热2000J ,则对外界做功( )o (A) 2000J ( B ) 1000J ( C ) 4000J ( D ) 500J 解：卡诺热机循环效率?/= —=1-^=1- —则W = 1000J,故选B Q吸心600 2 6?5系统从外界获得的能量，一部分用来_______ ,另一部分用来对外界做功。 解：详见热力学第一定律 6-6空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对气缸内的气体做功为2xlO4J,同时气体的 内能增加了1.5X104J O试问：此压缩过程中，气体_______________ (填“吸收”或“放出”) 的热量等于 ___________ J。 解:由热力学第一定律Q = A￡ + W 可得Q=1.5X104+(-2X104)=-0.5X104J负号表示放出热量。 6-7 一定量的空气，吸收了2xK)3j的热量，并保持在1.013xl05Pa的压强下膨胀，体 积从1.0xl0-2m3增加到2.0x1031?,空气对外做功为，内能改变量为。

理想气体状态方程

***********学院 2015 ～ 2016 学年度第一学期 教师课时授课教案（首页） 学科系：基础部授课教师：**** 专业：药学科目：物理课次： 年月日年月日

理想气体状态方程 （一）引入新课 在讲授本节课之前，让学生完成理想气体方程的实验。上课时，利用学生实验的一组数据进行分析，归纳总结出气体状态方程，再引入理想气体。 （二）引出课程内容 1．气体的状态参量 （1）体积V 由于气体分子可以自由移动，所以气体具有充满整个容器的性质。因而气体的体积由容器的容积决定。气体的体积就是盛装气体的容器的容积。 体积的单位：立方米，符号是m3 。体积的其他单位还有dm3（立方分米)和cm3(立方厘米)。日常生活和生产中还用1L(升)作单位。 各种体积单位的关系： 1 m3=103 L=103 dm3=106 cm3 （2）温度 温度是用来表示物体冷热程度的物理量。要定量地确定温度，必须给物体的温度以具体的数值，这个数值决定于温度零点的选择和分度的方法。温度数值的表示方法称为温标。 ①日常生活中常用的温标称为摄氏温标。它是把1.013×105Pa气压下水的冰点定为零度，沸点定为100度，中间分为100等分，每一等分代表1度。用这种温标表示的温度称为摄氏温度，用符号t表示。 摄氏温度单位：摄氏度，符号是℃。 温标：温度数值的表示方法称为温标。 ②在国际单位制中，以热力学温标(又称为绝对温标)作为基本温标。这种温标以 -273.15 ℃作为零度，称为绝对零度。用这种温标表示的温度，称为热力学温度或绝对温度，用符号T表示。 绝对温度单位：开尔文，简称开，符号是 K。 热力学温度和摄氏温度只是零点的选择不同，但它们的分度方法相同，即二者每一度的大小相同。 ③热力学温度和摄氏温度之间的数值关系： T t=+（为计算上的简化，可取绝对零度为-273℃） 273 例如气压为1.013×105 Pa时 冰的熔点t =0 ℃→T = 273 K 水的沸点t =100 ℃→T =（100+273）K 温度与物质分子的热运动关系：温度越高，分子热运动越剧烈。分子平均速率也越大（各

大学物理习题解答3第三章热力学

第三章热力学 本章提要 1．准静态过程 系统连续经过的每个中间态都无限接近平衡态的一种理想过程。 准静态过程可以用状态图上的曲线表示。 2．内能 系统内所有分子热运动动能和分子之间相互作用势能的和，其数学关系式为 (,) E E V T = 内能是态函数。 3．功 功是过程量。 微分形式： V p A d d= 积分形式： ?=2 1d V V V p A 4．热量 两个物体之间或物体内各部分之间由于温度不同而交换的热运动能量。热量也是过程量。 5．热力学第一定律 热力学第一定律的数学表达式： Q E A =?+ 热力学第一定律的微分表达式： d d d Q E A =+ 由热力学第一定律可知，第一类永动机是不可能造成的。 6．理想气体的热功转换

（1）等体过程：d 0A = 热量增量为 m m (d )d d V V M Q E C T μ ,,== 或 m 21m 21V ,V ,M Q E E C (T T )μ =-= - （2）等压过程: 热量增量为 (d )d d d d p Q E A E p V =+=+ 因 m 21()V M E C T T μ ?,-= 2 1 2121()()V V M A p V p V V R T T μ d = =-= -? 则 )()(21212T T R M T T R i M Q P -+-= μ μ （3）等温过程：d 0E = 热量增量为 (d )d d V Q A p V == 因 2 1 21 d ln V T V V M V M A RT RT V V μ μ= =? 则 2112 ln ln T T V p M M Q A RT RT V p μ μ== = （4）绝热过程：d 0Q = 根据热力学第一定路可得 d d 0E A += 则 m d d d d V ,M A p V E C T μ ==-=-

理想气体计算题

1．如图所示，一定质量的理想气体从状态A 变化到状态B ，再由状态B 变化到状态C ．已知状态A 的温度为 300 K ． （i ）求气体在状态B 的温度； （ii ）由状态B 变化到状态C 的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由． 2．一圆柱形汽缸，内部截面积为S ，其活塞可在汽缸内无摩擦地滑动，汽缸内密封有理想气体，外部大气压强为0p ，当汽缸卧放在水平面上时，活塞距缸底为0L ，如图所示．当汽缸竖直放置开口向上时，活塞距缸底为0L 5 4 .求活塞的质量 3．如图所示是一个右端开口圆筒形汽缸，活塞可以在汽缸内自由滑动．活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内，此时气体的温度为27℃.若给汽缸加热，使气体温度升高，让气体推动活塞从MN 缓慢地移到M ′N ′.已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，求： ①当活塞到达M ′N ′后气体的温度； ②把活塞锁定在M ′N ′位置上，让气体的温度缓慢地变回到27℃，此时气体的压强是多少？ 4．如图，一定质量的理想气体被不计质量的活塞封闭在可导热的气缸内，活塞距底部的高度为h ，可沿气缸无摩擦地滑动。取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上，沙子倒完时，活塞下降了h /5。再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界大气的压强和温度始终保持不变，已知大气压为p 0，活塞横截面积为S ，重力加速度为g ，求： （1）一小盒沙子的质量； （2）沙子再次倒完时活塞距气缸底部的高度。

5．一气缸质量为M=60kg(气缸的厚度忽略不计且透热性良好)，开口向上放在水平面上，气缸中有横截面积为S=100cm 2 的光滑活塞，活塞质量m=10kg ．气缸内封闭了一定质量的理想气体，此时气柱长度为L 1=0.4 m ．已知大气压为p o =1×105 Pa ．现用力缓慢向上拉动活塞，若使气缸能离开地面，气缸的高度至少是多少?(取重力加速度g=l0m ／s 2 。) 6．如图所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm 处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的气体．当气体的温度T 0=300K 、大气压强p 0＝1.0×105 Pa 时，活塞与气缸底部之间的距离l 0=30cm ，不计活塞的质量和厚度．现对气缸加热，使活塞缓慢上升，求： （1）刚到卡环处时封闭气体的温度T 1． （2）气体温度升高到T 2=540K 时的压强p 2． 7．如图所示，将导热气缸开口向上放置在水平平台上，活塞质量m=10kg ，横截面积S=50cm 2 ，厚度d=1cm ，气缸的内筒深度H=21cm ，气缸质量M=20kg ，大气压强为P 0=1×105 Pa ，当温度为T 1=300K 时，气缸内活塞封闭的气柱长为L 1=10cm 。若将气缸缓慢倒过来开口向下放置在平台上，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通，不计活塞与气缸间的摩擦，取g= 10m/s 2 ，求： （1）气缸开口向下放置时，封闭气柱的长度是多少？ （2）给气缸缓慢加热，当温度多高时，活塞能刚好接触到平台？ 8.一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为P ，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h ，外界的温度为To 。现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h/4.若此后外界的温度变为T ，求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g 。

理想气体状态方程式

第1章第零定律与物态方程 一、基本要点公式及其适用条件 1.系统的状态和状态函数及其性质 系统的状态—就是系统物理性质和化学性质的综合表现，它采用系统的宏观性质来描述系统的状态，系统的宏观性质，也称为系统的"状态函数"。 系统的宏观性质（状态函数）—就是由大量（摩尔级）的分子、原子、离子等微观粒子组成的宏观集合体所表现出的集团行为，简称"热力学性质"或“热力学函数”如p、V、T、U、H、S、A、G等。 Z=f(x,y)表示一定量、组成不变的均相系统，其任意宏观性质(Z)是另两个独立宏观性质(x,y)的函数。状态函数Z具有五个数学特征： (1)，状态函数改变量只决定于始终态，与变化过程途径无关。 (2)，状态函数循环积分为零，这是判断Z是否状态函数的准则之一。 (3)，系Z的全微分表达式 (4)，系Z的 Euler 规则，即微分次序不影响微分结果。 (5)，系Z、x、y满足循环式，亦称循环规则。 2.热力学第零定律即热平衡定律： 当两个物态A和B分别与第三个物体C处于热平衡，则A和B之间也必定彼此处于热平衡。T=t+273.15，T是理想气体绝对温标，以"K"为单位。t是理想气体摄氏温标，以"℃"为单位。 绝对温标与摄氏温标在每一度大小是一样的，只是绝对温标的零度取在摄氏温标的 -273.15℃处，可以看出，有了绝对温标的概念后，只需确定一个固定参考点(pV)0p=0，依国际计量大会决定，这个参考点选取在纯水三相点，并人为规定其温度正好等于 273.16K。 3.理想气态方程及其衍生式为: ；式中p、V、T、n单位分别为 Pa、m3、K、mol；R=8.314J·mol-1·K-1，V m为气体摩尔体积，单位为 m3·mol-1，ρ为密度单位kg·m-3，M 为

1、一定量的理想气体,从同一始态(压力P1)可逆膨胀到压 …

物理化学（4） 一、单选题（30分，每题1分） 1、一定量的理想气体，从同一始态(压力P1)可逆膨胀到压力为P2，则等温膨胀的终态体积( V1)与绝热膨胀的终态体积( V2)之间有：( ) (A)V1 > V2（B）V1 = V2（C）V1 < V2（D）不一定 2、体系经一个不可逆循环，其吸收的热Q与对外做的功W比较：( ) (A) Q=W （B）Q>W （C）QT2>T3（B）T1T3>T2（D）T1

热工基础思考题答案(第1-6章)

思考题 第一章 1.平衡状态与稳定状态有何区别热力学中为什幺要引入平衡态的概念 答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。 2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算若工质的压力不变，问测量其压力的压 力表或真空计的读数是否可能变化 答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。 3．当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。 4. 准平衡过程与可逆过程有何区别 答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。 5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程，这种说法是否正确 答：不正确。不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态，并不是不能回复到初态。 6. 没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧，这是什幺原因 答：水温较高时，水对热水瓶中的空气进行加热，空气压力升高，大于环境压力，瓶塞被自动顶开。而水温较低时，热水瓶中的空气受冷，压力降低，小于环境压力，瓶塞被自动吸紧。 7. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。 第二章

一定量理想气体做卡诺循环

18-13 一定量理想气体做卡诺循环，热源温度T 1=400K ，冷却器温度T 2=280K ，设P 1=10atm ，V 1=10 ×10-3m 3，2V =20×10-3m 3试求:（1） P 2 、P 3、P 4 及V 3、V 4 ；（2）一循环中气体所作的功；（3） 自热源吸收的热量；（4） 循环的效率。 解: 1)如图： () atm P v p v p 5)(22211==等温 又由绝热方程：C T P =--γγ1 ()() atm P T P T P atm P T P T P 86.243.142 1 41 1 1 3213112====--------γ γγ γγ γγγ 由状态方程：C T PV = 得 2 44111T V P T V P = )(104.24334m V -?= 同理可求: 333108.48m V -?= (2)由状态方程: 得： RT M PV μ = 1 1 1RT V P M = μ J V V V P V V RT M 31 2 11121100.7ln ln Q ?=== ∴μ 吸 又%3011 2 =- =T T η J Q A 3101.2?=?=∴η (3)J Q 3100.7?=吸 (4)%30=η 18-14图中所示为一定量理想气体的一个循环过程。其中ca 为绝热过程，状态()11V ,T a ，状态 ()22V ,T b 为已知。 （1） 在ab,ac 两过程中，工作物质是吸热还是放热？ （2） 求状态C 的p 、V 、T 量值（设气体γ的和摩尔数已知）； （3） 这个循环是不是卡诺循环？在T —V 图上卡诺循环应如何表示？ （4） 求这个循环的效率。 解：（1）因ab 是等温过程，由热力学第一定律变成 0A V V V V ln RT M M A Q 121 2mol >∴>= = 0A Q >=即工作物质吸热。bc 等容降温过程，由第一定律，变成0

大学物理题库热力学

热力学选择题 1、在气缸中装有一定质量的理想气体，下面说法正确的是：（ ） （A ） 传给它热量，其内能一定改变。 （B ） 对它做功，其内能一定改变。 （C ） 它与外界交换热量又交换功，其内能一定改变。 （D ） 以上说法都不对。 （3分） 答案：D 2、理想气体在下述过程中吸收热量的是（ ） （A ）等容降压过程 （B ）等压压缩过程 （C ）绝热膨胀过程 （D ）等温膨胀过程 （3分） 答案：D 3、理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小分别为1S 和2S ，二者的关系是（ ） （A ） 21S S > （B ）21S S < （C ）S 1 =S 2 （D ）不能确定 （3分） 答案：C 4、有两个可逆的卡诺循环，ABCDA 和11111A B C D A ，二者循环线包围的面积相等，如图所示。设循环ABCDA 的热效率为η，每次循环从高温热源吸收热量Q ，循环11111A B C D A 的热效率为η，每次循环从高温热源吸收热量1Q ，则（ ） （A ）11,Q Q <<ηη （B ）11,Q Q ><ηη （C ）11,Q Q <>ηη （D ） 11,Q Q >>ηη （3分） 答案：B 5、一定量的理想气体，分别经历如图所示的abc 过程（图中虚线ac 为等温线）和 def 过程（图中虚线 df 为 绝热线）。试判断这两种过程是吸热还是放热（ ） （A ）abc 过程吸热，def 过程放热。（C ）abc 过程和 def 过程都吸热。 （B ）abc 过程放热 def 过程吸热 （D ）abc 过程和 def 过程都放热。 V P

V V （3分） 答案：A 6、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、内能的增量和对外做得功三者均为负值？( ) （A ）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。 （3分） 答案：D 7、关于可逆过程，下列说法正确的是（ ） （A ） 可逆过程就是可以反向进行的过程。 （B ） 凡是可以反向进行的过程均为可逆过程。 （C ） 可逆过程一定是准静态过程。 （D ） 准静态过程一定是可逆过程。 （3分） 答案：C 8、下面正确的表述是（ ） (A) 功可以全部转化为热，但热不能全部转化为功。 （B ）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。 （C ）开尔文表述指出热功转换的可逆性。 （D ）克劳修斯表述指出了热传导的不可逆性。 （3分） 答案：D 9、一台工作于温度分别为327 ℃和27 ℃的高温热源与低温源之间的卡诺热机，每经历一个循环吸热2 000 J ，则对外作功( ) (A) 2 000J (B) 1 000J (C) 4 000J (D) 500J （3分） 答案：B 10、“理想气体和单一热源接触作等温臌胀时，吸收的热量全部用来对外作功。”对此说法，有如下几种评论，哪种是正确的( ) （A ）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律 （B ）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律 （C ）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律 （D ）违反热力学第二定律，也违反热力学第二定律 （3分） 答案：C 热力学简答题

理想气体状态方程典型例题解析

理想气体状态方程·典型例题解析 【例1】某房间的容积为20m 3，在温度为17℃，大气压强为74 cm Hg 时，室内空气质量为25kg ，则当温度升高到27℃，大气压强变为76 cm Hg 时，室内空气的质量为多少千克？ 解析：以房间内的空气为研究对象，是属于变质量问题，应用克拉珀龙方程求解，设原质量为m ，变化后的质量为m ′，由克拉珀龙方程 pV RT ＝可得：m M m m m m 25kg 24.81kg ＝……①′＝……②②÷①得：＝∴′＝＝×××＝．MpV RT Mp V RT m m p T p T p T p T 122 211221127629074300 点拨：对于变质量的问题，应用克拉珀龙方程求解的比较简单． 【例2】向汽车轮胎充气，已知轮胎内原有空气的压强为1.5个大气压，温度为20℃，体积为20L ，充气后，轮胎内空气压强增大为7.5个大气压，温度升为25℃，若充入的空气温度为20℃，压强为1个大气压，则需充入多少升这样的空气(设轮胎体积不变)． 解析：以充气后轮胎内的气体为研究对象，这些气体是由原有部分加上充入部分气体所混合构成． 轮胎内原有气体的状态为：p 1＝1.5 atm ，T 1＝293K ，V 1＝20L ． 需充入空气的状态为：p 2＝1atm ，T 2＝293K ，V 2＝？ 充气后混合气体状态为：p ＝7.5atm ，T ＝298K ，V ＝20L 由混合气体的状态方程：＋＝得：p V T p V T pV T 111222 V (pV T )(7.520298)117.5(L)2＝－·＝×－××＝p V T T p 1112215302932931 . 点拨：凡遇到一定质量的气体由不同状态的几部分合成时，可考虑用混合气体的状态方程解决． 【例3】已知空气的平均摩尔质量为2.9×10-2 kg/mol ，试估算室温下，空气的密度． 点拨：利用克拉珀龙方程＝及密度公式ρ＝可得ρ＝， pV RT m M m V pM RT

工程热力学思考题答案整理完成版

⒉有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么? 答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊平衡状态与稳定状态，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。 ⒋倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 ) ()(b v b b e b P P P P P P P P P P ；中，当地大气压是否必定是环境大气压? 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。 ⒌温度计测温的基本原理是什么? 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是 相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。⒍经验温标的缺点是什么?为什么? 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。 答：分两种不同情况： ⑴若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用，系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的

理想气体

理想气体 波义耳定律 V=k/P V 是指气体的体积 P 指压强 k 为一常数 这个公式又可以继续推导，理想气体的体积与压强的乘积成为一定的常数，即： PV=k 如果在温度相同的状态下，A、B两种状态下的气体关系式可表示成：PAVA=PBVB 习惯上，这个公式会写成： 时，R的数值为8.31。该方程严格意义上来说只适用于理想气体，但近似可用于非极端情况（低温或高压）的真实气体（包括常温常压）。 克拉珀龙方程的来源 波义耳-马略特定律：在等温过程中，一定质量的气体的压强跟其体积成反比。即在温度不变时任一状态下压强与体积的乘积是一常数。即p1V1=p2V2。 盖〃吕萨克定律：一定质量的气体，在压强不变的条件下， 温度每升高（或降低）1℃，它的体积的增加（或减少）量等于0℃时体积的1/273。 查理定律指出，一定质量的气体，当其体积一定时，它的压强与热力学温度成正比。即 P1/P2＝T1/T2 或pt＝P′0（1＋t/273） 式中P′0为0℃时气体的压强，t为摄氏温度。 综合以上三个定律可得pV/T=恒量，经实验可得该恒量与气体的物质的量成正比，得到克拉珀龙方程。 理想气体状态方程式的推导过程 首先对于同样摩尔质量n=1的气体 有三个方程，PV=C1,P/T=C2,V/T=C3 然后三个相乘，有(PV/T)^2=C1*C2*C3 [不能直接相乘] 所以PV/T=根号（C1*C2*C3）=C（C为任意常数） 然后取一摩尔的任意气体，测出P，V，T，算出常数C， 例如在0度，即T＝273K，此时大气压若为P＝P0，则V＝22.4 L, 算出定之为R，然后，当n增大后，保持P、T不变，则V'变为n*V,所以有PV'=P(nV)=nRT 在任何容器内的气体混合物中，如果各组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。也就是说，一定量的气体在一定容积的容器中的压强仅与温度有关。

高中物理气体动理论和热力学题库8370004

气体动理论和热力学 卷面总分188 期望值0 入卷题数44 时间 分钟 第1大题： 选择题(57分) 1.1 (3分) 两个体积相等的容器中，分别储有氦气和氢气，以1E 和2E 分别表示氦气和氢气的内能，若他们的压强相同，则（ ） （A ）1E ＝2E （B ）1E >2E （C ）1E <2E （D ）无法确定 1.2 (3分) 一瓶氮气和一瓶氦气密度相同，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 1.3 (3分) 不同种类的两瓶理想气体，它们的体积不同，但温度和压强都相同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(V E K /)，单位体积内的气体质量 p ，分别有如下关系：( ) （Ａ）n 不同，(V E K /)不同，p 不同 （Ｂ）n 不同，(V E K /)不同，p 相同 （Ｃ）n 相同，(V E K /)相同， p 不同 （Ｄ）n 相同，(V E K /)相同， p 相同 1.4 (3分) 设M 为气体的质量，m 为气体分子质量，N 为气体分子总数目，n 为气体分子数密度，0N 为阿伏伽德罗常数，则下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？( ) （Ａ） pV M m 23 （Ｂ） pV M m mol 23 （Ｃ） npV 2 3 （Ｄ） pV N M M mol 023 1.5 (3分) 置于容器内的气体，如果气体内各处压强相等，或气体内各处温度相同，则这两种情况下气体的状态 ( ) （Ａ）一定都是平衡态 （Ｂ）不一定都是平衡态 （Ｃ）前者一定是平衡态，后者一定不是平衡态 （Ｄ）后者一定是平衡态，前者一定不是平衡态

理想气体状态方程实验

理想气体状态方程实验 【目的和要求】 验证理想气体状态方程;学习使用气压计测量大气压强。 【仪器和器材】 气体定律实验器(J2261型)，钩码(J2106型)，测力计(J2104型)，方座支架(J1102型)，温度计(0-100℃)，烧杯，刻度尺，热水，气压计(全班共用)。 【实验方法】 1.记录实验室内气压计的大气压强p0。用刻度尺测出气筒全部刻度的长度，用测得的长度除气筒的容积得活塞的横截面积S，还可以进一步算出活塞的直径d(也可用游标卡尺测出活塞的直径d求得S)。 2.将仪器如图 3.4-1安装好。调整气体定律实验器使它成竖直状态。 3.先将硅油注入活塞内腔做润滑油。取下橡皮帽，把活塞拉出一半左右，使气筒内存留一定质量的空气，最后用橡皮帽会在出气嘴上，把气筒内的空气封闭住。 4.向烧杯内加入冷水，直到水完全浸设气体定律实验器的空气柱为止。 5.大约2分钟后，待气体体积大小稳定，读出温度计的度数，和气体的体积(以气柱长度表示)。 6.在气体定律实验器的挂钩上加挂钩码并记下钩码的质

量，用测力计提拉活塞记下活塞重G0，改变被封闭的空气柱的压强。用公式P=P0±(F/S)计算出空气柱的压强。同时读出水的温度、气体的体积。 7.给烧杯内换上热水，实验一次。 8.改变加挂的钩码数(或弹簧秤的示数)，再分别做四次上面的实验。 9.将前面得到的数据填入上表，并算出每次实验得到的PV/T的值。 【注意事项】 1.力求气筒内的气体温度与水温一致，同时P、V、T的值尽量在同一时刻测定。一般先读出水的温度紧接着读气体的体积，因为气体的体积是随水的温度变化的。 2.要密封好气筒内的空气，不能漏气，并且气体的体积约占气筒总容积的一半，效果较好。 3.给活塞加挂钩码时，一定要使两边质量相同，使两边保持平衡，挂钩码要缓慢进行。 4.在公式P=P0±(F/S)中压力F是指活塞、硅油及活塞上的一些配件所受的重力G0和对活塞施加的拉力或压力。 5.计算压强时，应把各个量换算成统一单位后再运算，温度计读出的温度应折算成热力学温度。 6.空气柱一定要完全浸入水中，否则气体的温度就测不准

一定量的理想气体

热学 一、选择题 1. 一定量的理想气体，当其体积变为原来的三倍，而分子的平均平动动能变为原来的6倍时，则压强变为原来的：( ) (A) 9倍 (B) 2倍 (C) 3倍 (D) 4倍 2. 氧气和氦气分子的平均平动动能分别为w1和w2，它们的分子数密度分别为n1和n2，若它们的压强不同，但温度相同，则：( ) (A)w1＝w2，n1≠n2 (B)w1≠w2，n1＝n2 (C)w1≠w2，n1≠n2 (D)w1＝w2，n1＝n2 3. 用气体分子运动论的观点说明气体压强的微观本质，则下列说法正确的是：( ) (A)压强是气体分子间频繁碰撞的结果. (B)压强是大量分子对器壁不断碰撞的平均效果. (C)压强是由气体的重量产生的. 4. 当双原子气体的分子结构为非刚性时，分子的平均能量为：( ) (A) 7KT/2 (B) 6KT/2 (C) 5KT/2 (D) 3KT/2 5. 两瓶不同种类的理想气体，它们的分子的平均平动动能相同，但单位体积内的分子数不同，两气体的：( ) (A)内能一定相同 (B)分子的平均动能一定相同 (C)压强一定相同 (D)温度一定相同 6. 两容器内分别盛有两种不同的双原子理想气体，若它们的压强和体积相同，则两气体：( ) (A)内能一定相同 (B)内能不等，因为它们的温度可能不同 (C)内能不等，因为它们的质量可能不同

(D)内能不等，因为它们的分子数可能不同 7. 摩尔数相同，分子自由度不同的两种理想气体从同一初态开始作等压膨胀到同一末态，则它们：( ) (A)对外作功相等，吸热不等 (B)对外作功相等，吸热相等 (C)对外作功不等，吸热相等 8. 一定量的理想气体在等压过程中对外作功40J，内能增加100J，则该气体是：( ) (A)单原子气体 (B)双原子气体 (C)多原子气体 9. 下列说法正确的是：( ) (A)物体的温度越高，其热量越多 (B)物体温度越高，其分子热运动平均能量越大 (C)物体温度越高，对外做功一定越多 10. 内能和热量这两个概念有何不同？以下说法是否正确？ (1)物体温度越高，则热量越多 (2)物体温度越高，则内能越大 11. 1mol理想气体从同一状态出发，分别经绝热、等压、等温三种膨胀过程，则内能增加的过程是：( ) (A)绝热过程 (B)等压过程 (C)等温过程 12. 一定量的理想气体绝热地向真空自由膨胀，则气体内能将：( ) (A)减少 (B)增大 (C)不变 (D)不能确定 13. 一定量的理想气体的初态温度为T，体积为V，先绝热膨胀使体积变为2V，再等容吸热使温度恢复为T，最后等温压缩为初态，则在整个过程中气体将：( ) (A)放热 (B)对外界作功 (C)吸热 (D)内能增加 (E)内能减少