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大学物理第九十章习题

第九章 热力学部分

一、选择题

3. 有关热量, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 热是一种物质

(B) 热能是物质系统的状态参量

(C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D) 热传递是改变物质系统内能的一种形式

4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 [ ] (A) 功是能量变化的一种量度

(B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量

(C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样 (D) 系统具有的能量等于系统对外作的功

8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式

V p p V M

R T d d d +=

μ

表示

[ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 任意过程

16. 理想气体内能增量的表示式T C E V ?=?ν适用于

[ ] (A) 等体过程 (B) 等压过程 (C) 绝热过程 (D) 任何过程

18. 公式R C C V p +=在什么条件下成立?

[ ] (A) 气体的质量为1 kg (B) 气体的压强不太高 (C) 气体的温度不太低 (D) 理想气体

19. 同一种气体的定压摩尔热容大于定体摩尔热容, 其原因是 [ ] (A) 膨胀系数不同 (B) 温度不同

(C) 气体膨胀需要作功 (D) 分子引力不同

28. 一定量的理想气体分别经历了等压、等体和绝热过程后其内能均由E 1变化到E 2 .在上述三过程中, 气体的

[ ] (A) 温度变化相同, 吸热相同 (B) 温度变化相同, 吸热不同 (C) 温度变化不同, 吸热相同 (D) 温度变化不同, 吸热也不同

29. 如果使系统从初态变到位于同一绝热线上的另一终态则 [ ] (A) 系统的总内能不变

(B) 联结这两态有许多绝热路径

(C) 联结这两态只可能有一个绝热路径 (D) 由于没有热量的传递, 所以没有作功

33. 一定质量的理想气体经历了下列哪一个变化过程后, 它的内能是增大的? [ ] (A) 等温压缩 (B) 等体降压 (C) 等压压缩 (D) 等压膨胀

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34. 一定量的理想气体从初态),(T V 开始, 先绝热膨胀到体积为2V , 然后经等容过程使温度恢复到T , 最后经等温压缩到体积V .在这个循环中, 气体必然

[ ] (A) 内能增加 (B) 内能减少

(C) 向外界放热 (D) 对外界作功

35. 提高实际热机的效率, 下面几种设想中不可行的是 [ ] (A) 采用摩尔热容量较大的气体作工作物质 (B) 提高高温热源的温度 (C) 使循环尽量接近卡诺循环

(D) 力求减少热损失、摩擦等不可逆因素

38. 卡诺循环的特点是

[ ] (A) 卡诺循环由两个等压过程和两个绝热过程组成 (B) 完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源 (C) 卡诺循环的效率只与高温和低温热源的温度有关

(D) 完成一次卡诺循环系统对外界作的净功一定大于0

42. 根据热力学第二定律可知, 下列说法中唯一正确的是 [ ] (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到高温物体 (C) 不可逆过程就是不能沿相反方向进行的过程 (D) 一切自发过程都是不可逆过程

44. 热力学第二定律表明:

[ ] (A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用功 (B) 在一个可逆过程中, 工作物质净吸热等于对外作的功 (C) 摩擦生热的过程是不可逆的

(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体

45. “理想气体和单一热源接触作等温膨胀时, 吸收的热量全部用来对外作功.”对此说法, 有以下几种评论, 哪一种是正确的?

[ ] (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) 违反热力学第一定律, 也违反热力学第二定律

46. 有人设计了一台卡诺热机(可逆的).每循环一次可从400K 的高温热源吸收1800J 的热量, 向300K 的低温热源放热800J, 同时对外作功1000J .这样的设计是 [ ] (A) 可以的, 符合热力学第一定律

T 9-1-34图

(B) 可以的, 符合热力学第二定律

(C) 不行的, 卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量 (D) 不行的, 这个热机的效率超过了理论值

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50. 下面所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程,请选出其中一个在理论上可能实现的循环过程的图的符号. [ ]

二、填空题

16. 一定量理想气体,从同一状态开始使其体积由V 1膨胀到2V 1,分别经历以下三种过程: 等压过程; 等温过程;● 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.

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17. 一定量的理想气体,从状态a 出发,分别经历等压、等温、绝热三种过程由体积V 1膨胀到体积V 2,试在T9-2-17图中示意地画出这三种过程的p -V 图曲线.在上述三种过程中:

(1) 气体的内能增加的是__________过程;

(2) 气体的内能减少的是__________过程.

20. 将热量Q 传给一定量的理想气体,

(1) 若气体的体积不变,则其热量转化为 ; (2) 若气体的温度不变,则其热量转化为 ;

(3) 若气体的压强不变,则其热量转化为 .

第10章 气体动理论

一、选择题

1. 一理想气体样品, 总质量为M , 体积为V , 压强为p , 绝对温度为T , 密度为ρ, 总分子数为N , k 为玻尔兹曼常数, R 为气体普适常数, 则其摩尔质量可表示为 [ ] (A)

MRT pV (B) pV MkT (C) p kT ρ (D) p

RT

ρ

4. 一容器中装有一定质量的某种气体, 下列所述中是平衡态的为

[ ] (A) 气体各部分压强相等 (B) 气体各部分温度相等

(D)

(C)(A)(B)1

T9-2-17图

2

(C) 气体各部分密度相等 (D) 气体各部分温度和密度都相等

5. 一容器中装有一定质量的某种气体, 下面叙述中正确的是 [ ] (A) 容器中各处压强相等, 则各处温度也一定相等 (B) 容器中各处压强相等, 则各处密度也一定相等

(C) 容器中各处压强相等, 且各处密度相等, 则各处温度也一定相等

(D) 容器中各处压强相等, 则各处的分子平均平动动能一定相等

7. 理想气体的压强公式k 3

2

εn p =

可理解为 [ ] (A) 是一个力学规律 (B) 是一个统计规律 (C) 仅是计算压强的公式 (D) 仅由实验得出

8. 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

12. 对于一定质量的理想气体, 以下说法中正确的是

[ ] (A) 如果体积减小, 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积的总冲量一定增大

(B) 如果压强增大, 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积上的总冲量一定增大 (C) 如果温度不变, 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积上的总冲量一定不变 (D) 如果压强增大, 气体分子在单位时间内作用于器壁单位面积上的总冲量一定减小

13. 对于kT 2

3

k =ε中的平均平动动能k ε和温度T 可作如下理解 [ ] (A)

k ε是某一分子的平均平动动能

(B) k ε是某一分子的能量长时间的平均值

(C) k ε是温度为T 的几个分子的平均平动动能

(D) 气体的温度越高, 分子的平均平动动能越大

15. 在刚性密闭容器中的气体, 当温度升高时, 将不会改变容器中[ ]

(A) 分子的动能 (B) 气体的密度 (C) 分子的平均速率 (D) 气体的压强

17. 两种不同的气体, 一瓶是氦气, 另一瓶是氮气, 它们的压强相同, 温度相同, 但容积不同, 则

[ ] (A) 单位体积内的分子数相等 (B) 单位体积内气体的质量相等

(C) 单位体积内气体的内能相等 (D) 单位体积内气体分子的动能相等

26. 某容积不变的容器中有理想气体, 若绝对温度提高为原来的两倍, 用p 和k ε分别表示气体的压强和气体分子的平均动能, 则

[ ] (A) p 、k ε均提高一倍 (B) p 提高三倍,

k ε提高一倍

(C) p 、k ε均提高三倍 (D) p 、k ε均不变

29. 在一定速率v 附近麦克斯韦速率分布函数f (v )的物理意义是: 一定量的理想气体在给定温度下处于平衡态时的

[ ] (A) 速率为v 时的分子数 (B) 分子数随速率v 的变化

(C) 速率为v 的分子数占总分子数的百分比

(D) 速率在v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比

32. 关于麦氏速率分布曲线, 有下列说法, 其中正确的是 [ ] (A) 分布曲线与v 轴围成的面积表示分子总数

大学物理第九十章习题

(B) 以某一速率v 为界, 两边的面积相等时, 两边的分子

数也相等

(C) 麦氏速率分布曲线下的面积大小受气体的温度与分子

质量的影响 (D) 以上说法都不对

大学物理第九十章习题

33. 在平衡态下, 理想气体分子速率区间v 1 ~ v 2内的分子数为 [ ] (A) f v v v v ()d 12? (B) Nf v v v v ()d 1

2

?

(C)

vf v v v

v ()d 1

2

? (D)

f v v v

v ()d 1

2

?

大学物理第九十章习题

35. 在平衡态下, 理想气体分子速率在区间v 1 ~ v 2内的概率是 [ ] (A) f v v v

v ()d 1

2

? (B) Nf v v v v ()d 1

2

?

(C)

vf v v v

v ()d 1

2

? (D)

f v v v

v ()d 1

2

?

38. f (v )是理想气体分子在平衡状态下的速率分布函数, 物理式Nf v v v

v ()d 1

2

?的物理意义

[ ] (A) 速率在v 1 ~ v 2区间内的分子数

(B) 速率在v 1 ~ v 2区间内的分子数占总分子数的百分比 (C) 速率在v 1 ~ v 2之间的分子的平均速率

(D) 速率在v 1 ~ v 2区间内的分子的方均根速率

41. 设T10-1-41图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线;令()

2

O p v 和()

2

H p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率,则 [ ] (A) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线,

大学物理第九十章习题

()2O p v /()

2

H p v =4

(B) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线, ()2

O p v /()

2

H p v =1/4.

(C) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线, ()2O p

v /()2H

p v =1/4 (D) 图中b 表示氧气分子的速率分布曲线;()2

O

p v /()

2

H

p v = 4

44. 在一封闭容器中装有1mol 氮气(视为理想气体), 当温度一定时,分子无规则运动的平

T 10-1-32图

O

T 10-1-33图

O

12

T 10-1-35图

O

12

T 10-1-41图

O

均自由程仅决定于[ ]

(A) 压强p (B) 体积V (C) 温度T (D) 平均碰撞频率

46. 体积恒定时, 一定质量理想气体的温度升高, 其分子的

[ ] (A) 平均碰撞次数将增大 (B) 平均自由程将增大 (C) 平均碰撞次数将减小 (D) 平均自由程将减小

47. 一定质量的理想气体等压膨胀时, 气体分子的

[ ] (A) 平均自由程不变 (B) 平均碰撞频率不变 (C) 平均自由程变小 (D) 平均自由程变大

61. 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. 上述说法中正确的是:

[ ] (A) (1)、(2)、(4) (B) (1)、(2)、(3) (C) (2)、(3)、(4) (D) (1)、(3)、(4)

二、填空题

1. 设某理想气体体积为V , 压强为p , 温度为T , 每个分子的质量为m ,玻尔兹曼恒量为k , 则该气体的分子总数可表示为 .

17. f (v )是理想气体分子在平衡状态下的速率分布函数, 则式?

2

1

d )(v v v v f 的物理意义是:

19. 图示氢气分子和氧气分子在相同温度下的麦克

大学物理第九十章习题

斯韦速率分布曲线.则氢气分子的最概然速率为______________,氧分子的最概然速率为____________. 23. T10-2-23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

大学物理第九十章习题

速率分布曲线.其中 曲线(a )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.

T 10-2-19图

O

)s

1

-?

T10-2-23图

O