中国大学慕课 热学2019年章节测试及期末考试答案教学文稿

中国大学慕课热学2019年章节测试及期末考试答案

第二周测试

在一密闭容器中，储有A、B、C三种理想气体，处于平衡状态．A种气体的分子数密度为n1，它产生的压强为p1，B种气体的分子数密度为2n1，C种气体的分子数密度为

3 n1，则混合气体的压强p为（ 6p1）

在标准状态下，任何理想气体在中含有的分子数都等于（ 2.69*25）一瓶氦气和一瓶氮气体密度（单位体积质量）相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们相同大于

气体的温度是分子平均平动动能的量度。对

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。对

从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。错

一定量的真实气体，等容降压，内能减小

某容器内分子数密度为，每个分子的质量为，则压强为4*105

第三周测试

为气体分子的最概然速率，而表示在速率附近单位速率区间内的气体分子数，若该气体温度降低，则和发生的变化为 Vp变小而np变大

设代表气体分子运动的平均速率，代表气体分子运动的最概然速率，代表气体分子运动的方均根速率，处于平衡状态下的气体(遵守麦克斯韦速率分布定律)，它们之间的关系为

设某种气体的分子速率分布函数为，则速率在区间内的分子的平均速率为

设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率，则声波通过具有相同温度

的氧气和氢气的速率之比为1/4

在A、B、C三个容器中储有同一种理想气体，其分子数密度之比为

，而分子的方均根速率之比为，那么它

们的温度之比是 1.4.16 P:1.2.4

最概然平动动能不等于最概然速率对应的平动动能。对

最概然平动动能大于最概然速率对应的平动动能。错

最概然平动动能小于最概然速率对应的平动动能。对

最概然平动动能等于最概然速率对应的平动动能。错

设某种气体的分子速率分布函数为，则速率在区间内的分子的平均速率为

对

设某种气体的分子速率分布函数为，则速率在区间内的分子的平均平动动能

为错

在麦克斯韦速率分布律中，速率分布函数的意义可理解为分子数占总分子数

设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率，则声波通过具有相同温度的氧气和氢气的速率之比为 1/4

假定氧气的热力学温度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的 2 倍。

设某种气体的分子速率分布函数为，则速率在区间内的分子的平均平动动能

为对

第四章

拉萨海拔约为，设大气温度，而且处处相同，设海平面的压强为，则拉萨的气压为 D.

。（空气的摩尔质量为，摩尔气体常量

。）

一个高的容器中，空气中的灰尘微粒达到平衡，在室温下（），容器顶部的灰尘密度是底部的，若认为所有灰尘微粒的质量相同，则一灰尘微粒的质量约为 2.07*10-22 ；（）

分子质量为m的气体在温度T下处于平衡（满足麦克斯韦速度分布律）。若以表示速度的x，则为B.

在重力场中，气体（分子质量为）温度恒定，处的分子数密度为，则任一高

度处的分子数密度为对

根据玻尔兹曼分布可知，氢气在地面的含量（占空气的百分比）远比高处低。对

根据玻尔兹曼分布可知，氢气在地面的含量（占空气的百分比）远比高处高。错

做布朗运动的微粒系统可看作是在浮力和重力场的作用下达到平衡态的巨分子系统。设为粒子的质量，为粒子的密度，为粒子在其中漂浮的流体的密度，并令处的势能为0，则在为任意值处的粒子数密度为A.

最概然速度对应的速率等于最概然速率。错

分子质量为m的气体在温度T下处于平衡（满足麦克斯韦速度分布律）。若以表示速度的x，则为 0

第四章测试

一瓶氦气和一瓶氮气体密度（单位体积质量）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 C.

温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强

温度、压强相同的氦气和氧气，它们的分子的平均动能和平均平动动能有如下关系D.

平均动能不相等，平均平动动能相等；

两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则两种气体分子的平均平动动能相等

水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，如果不计振动自由度，内能增加了25%

一粒小到肉眼恰好可见，质量约为的灰尘微粒落入一杯冰水中，由于表面张力而浮在液体表面做二维自由运动，则它的方均根速率约为C.

一辆高速运动的卡车突然刹车停下，卡车上的氧气瓶静止下来后，将定向运动的动能转换为分子热运动的能量，所以瓶中氧气的温度升高；氧气的压强升高。对

1 mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为错 5/2RT

盛有理想气体的密闭容器相对惯性系运动时，由于容器内分子相对惯性系的的速度增大了，所以温度升高。错

一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2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C.

两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，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(E K/V)，单位体积内的气体质量m，则B. n相同，(E K/V)相同，m不同；

当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，则它们的质量和内能有如下关系质量和内能都不相等；

摩尔数相同、温度相同的氢气（H2）与氦气（H e）中，分子的平均动能较小的为氦气，而内能较大的为氢气。对

在标准状态下体积比为1 : 2的氧气和氦气（均视为刚性分子理想气体）相混合，混合气体中氧气和氦气的内能之比为B.

5 : 6

理想气体处于平衡状态，设温度为，气体分子自由度为，则每个气体分子所具有的平均

动能为

第六章测试

常压下气体的黏性是由流速不同的流体层之间气体分子之间的定向动

量迁移产生的。

往一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变成了红色，这一现象在物理学中称为扩散现象。

在下面四种方法中，何种方法一定能使理想气体分子平均碰撞频率增大增大压强，降低温度；

一定质量的理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高一倍，再经过等温过程使其体积膨胀为原来的两倍，则分子平均碰撞频率变为原来的二分之根二倍。

气体热传导是在热运动过程中交换分子对而伴随能量交换。对

容器内储有一定量的气体（气体分子视为刚球分子），若保持容积不变使气体温度升高，则平均自由程不变。对

C.

在一封闭容器中盛有1 mol氦气(视作理想气体)，这时分子无规则运动的平均自由程仅决定于体积

容器内储有一定量的气体（气体分子视为刚球分子），若保持容积不变使气体温度升高，则分子的平均碰撞频率增大。对

3

单选(3分)

容器内储有一定量的气体（气体分子视为刚球分子），若保持容积不变使气体温度升高，则分子的平均碰撞频率不变。错

一定质量的理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高一倍，再经过等温过程使其体积膨胀为原来的两倍，则分子的平均自由程变为原来的____2___倍。

第七周测试

单选(3分)

A.

2

单选(3分)

气体对外作正功，从外界吸收热量；

3

单选(3分)

1246J

4

单选(3分)

如图，一定量的理想气体，由平衡态A变到平衡态B（P A=P B），则无论经过什么过程，系统必然B.

内能增加；

5

初始状态（压强、体积和温度）都相同的氢气和氦气(均视为刚性分子的理想气体)，如果它们分别在等压膨胀过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比W1∶W2(各量下角标1表示氢气，2表示氦气)为

6

判断(3分)一定量的理想气体，经历如图（1）所示的abc过程，图中虚线ac为等温线，

则abc过程是放热的。错

7

判断(3分)

若一理想气体在绝热容器中作真空自由膨胀后，则气体的内能减少。错

8

判断(3分)

若一理想气体在绝热容器中作真空自由膨胀后，则气体的内能不变。对

9

判断(3分)

如图所示，当气缸中的活塞迅速向外移动从而使气体膨胀时，则气体所经历的过程是平衡过程。错

10

判断(3分)

一物质系统从外界吸收一定的热量，则系统的内能一定增加。错

2

单选(3分)

对于刚性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等于

B.

2/7

4

4

单选(3分)

B.

5

单选(3分)

A.

5

单选(3分)

B.

3/5

若一理想气体在绝热容器中作真空自由膨胀后，则气体的压强不变。错.

一定量的理想气体分别经历等压、等体过程后，气体的内能增量相等，则在上述两个过程中应是：A.

温度变化相同，但吸热不相同；

5

单选(3分)

C.

1/2

第八周测试

1

单选(3分)

D.

2

单选(3分)一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由压缩到，分别经历以下三种准静态过程：（1）等压过程；（2）等温过程；（3）绝热过程．其中气体内能减小最多的过程是等压过程；

3

单选(3分)

如图所示，一理想气体系统由状态a沿acb到达状态b ，系统吸收热量350J，而系统做功为130J。经过过程adb，系统对外做功40J，则系统吸收的热量为

260J；

4

单选(3分)

1 mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿p V图所示直线变化到状态B(p2,V2)，则此过程的摩尔热容为

3R

5

判断(3分)

单原子理想气体的循环过程如图所示，则此循环为致冷循环。

错

6

判断(3分)

单原子理想气体的循环过程如图所示，则此循环为热机循环。

对

1

单选(3分)

（1）过程中放热，（2）过程中吸热；

4

单选(3分)

一定量的理想气体，起始温度为T，体积为V，后经历绝热过程，体积变为 2V。再经过等压过程，温度回升到起始温度。最后再经过等温过程，回到起始状态，则在此循环过程中 C.气体从外界净吸收的热量为负值；

5

判断(3分)

一定量的理想气体，分别经历如图（2）所示的def过程(图中虚线df为绝热线)。则该过程是吸热的。错

1

单选(3分)

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？等压压缩过程；

2

单选(3分)

一定量理想气体，从同一状态开始把其体积由压缩到，分别经历以下三种准静态过程：（1）等压过程；（2）等温过程；（3）绝热过程．其中外界对气体作功最多的过程是

C.

绝热过程；

3

单选(3分)

在100℃和400℃之间工作的热机可能的最大效率约为 45%

第九周测试

所列四图分别表示理想气体的四个设想的循环过程。请选出一个在物理上可能实现的循环

过程

“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，有如下几种评论，哪种是正确的？不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律．

关于可逆过程和不可逆过程的判断：(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程；(2) 准静态过程一定是可逆过程；(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程；(4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程。以上四种判断，其中正确的是(1)、(4)．

一卡诺热机的低温热源的温度为，效率为30%，则其高温热源的温度为.

一卡诺循环的热机，高温热源温度是400K．每一循环从此热源吸进100 J热量并向一低温热源放出80 J热量．则低温热源温度为320 K，

20%；该卡诺循环的效率为。

根据热力学第二定律判定，一条等温线和一条绝热线不可能有二个交点。对

热力学第二定律表明：热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体。错

热力学第二定律表明：在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功。错

凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程。对

不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。错

一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V1增至V2，在此过程中气体的C.

内能不变，熵增加．

热力学第二定律表明：摩擦生热的过程是不可逆的；

可逆热力学过程一定是准静态过程。

4

单选(3分)

假设某一循环由等温过程和绝热过程组成，如图所示，则

此循环过程违反热力学第二定律；

根据热力学第二定律判定，两条等温线和一条绝热线可以构成一个循环。错

第十周测试

1

单选(3分)

2

单选(3分)

一摩尔单原子理想气体从初态（）准静态绝热压缩至体积为,其熵不变3

单选(3分)

D.

4

单选(3分)

摩尔数相同的两种理想气体，第一种由单原子分子组成，第二种由双原子分子组成，现将两种气体从同一初态出发，经历一准静态等压过程，体积膨胀到原来的两倍（假定气体的温度在室温附近）。则两种气体熵的变化与之比5/7

5

判断(3分)

一个孤立系统从平衡态A到达平衡态B，状态A的熵与状态B的熵之间大小关系为

对

6

判断(3分)

从宏观上说，一切与热现象有关的实际的过程都是不可逆的。对

7

判断(3分)

根据克劳修斯熵可知，在绝热过程中，由于，所以。错

8

判断(3分)

一杯水置于空气中，它总是要冷却到与周围环境相同的温度。在这一自然过程中，水的熵是减少的，但是不违背熵增加原理。对

1

单选(3分)

设有以下一些过程：(1) 两种不同气体在等温下互相混合. (2) 理想气体在定体下降温.

(3) 液体在等温下汽化. (4) 理想气体在等温下压缩. (5) 理想气体绝热自由膨胀. 在这些过程中，使系统的熵增加的过程是：(1)、(3)、(5)；

2

单选(3分)

由绝热材料包围的容器被隔板隔为两半，左边是理想气体，右边真空．如果把隔板撤去，气体将进行自由膨胀过程，则熵增加

3

单选(3分)

一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀，体积由V1增至V2，在此过程中气体的

内能不变，熵增加；

熵增原理指出：热力学系统从一平衡态到达另一平衡态的过程中，它的熵永不减少。若过程是可逆的，则熵不变；若过程是不可逆的，则熵增加。错

若一理想气体在绝热容器中作真空自由膨胀后，则气体的熵改变；

一个系统从平衡态A经绝热过程到达平衡态B，状态A的熵与状态B的熵之间大小关系为对

第十一周测试

1

单选(3分)

如图范德瓦耳斯等温线，哪一段代表的是过热液体？ ab

哪一段代表的是过饱和蒸汽？ ed

2

单选(3分)

当水处于三相点时，如果升高温度，则物态变为气态

3

单选(3分)

4

判断(3分)

当水处于三相点时，如果降低温度，则物态变为液态。错

5

判断(3分)

对

2

单选(3分)

当水处于三相点时，如果增大压强，则物态变为液态

4

判断(3分)

当水处于三相点时，如果减小压强，则物态变为气态。对

5

判断(3分)

当二氧化碳处于三相点时，如果增大压强，则物态变为液态。错3

单选(3分)

降低

4

判断(3分)

如图范德瓦耳斯等温线，范德瓦耳斯方程的abcde段要用直线ace修正，其所遵循的麦克斯韦构图法要求面积相等。对

3

单选(3分)