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热力学习题(答案)

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一、9选择题(共21分,每题3分)1、1.1mol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<Tb,则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是[ A ](A) Q1>Q2>0; (B) Q2>Q1>0;(C) Q2<Q1<0; (D) Q1<Q2<0;(E) Q1=Q2>0.2、图(a),(b),(c)各表示连接在一起的两个循环过程,其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程, 图(a)和(b)则为半径不相等的两个圆.那么:[ C ](A) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为正,图(c)总净功为零;(B) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为正;(C) 图(a)总净功为负,图(b)总净功为负,图(c)总净功为零;(D) 图(a)总净功为正,图(b)总净功为正,图(c)总净功为负.3、如果卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中的abcda增大为ab’c’da,那么循环abcda与ab’c’da所做的净功和热机效率变化情况是:(A)净功增大,效率提高; [ D ](B)净功增大,效率降低;(C) 净功和效率都不变;(D) 净功增大,效率不变.4、一定量的理想气体分别由图中初态a经①过程ab和由初态a’经②过程初态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) Q1<0,Q1>Q2 ; (B) Q1>0, Q1>Q2 ;(C) Q1<0,Q1<Q2 ; (D) Q1>0, Q1<Q2 .5、根据热力学第二定律可知: [ D ](A) 功可以全部转换为热,但热不能全部转换为功;(B) 热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向相反方向进行的过程;(D) 一切自发过程都是不可逆的.6、对于理想气体来说,在下列过程中,哪个过程系统所吸收的热量、能的增量和对外做的功三者均为负值? [ D ](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.7、在下列各种说法中,哪些是正确的? [ B ](1) 热平衡过程就是无摩擦的、平衡力作用的过程.(2) 热平衡过程一定是可逆过程.(3) 热平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接.(4) 热平衡过程在p-V 图上可用一连续曲线表示. (A) (1),(2); (B) (3),(4); (C) (2),(3),(4); (D) (1),(2),(3),(4).8、对于室温下的双原子分子理想气体,在等压膨胀的情况下,系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比A/Q 等于: [ D ] (A) 1/3; (B) 1/4; (C) 2/5; (D) 2/7.9、在温度分别为 327℃和27℃的高温热源和低温热源之间工作的热机,理论上的最大效率为 [ B ] (A) 25% (B) 50% (C) 75% (D) 91.74%10、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(图中虚线是绝热线),则气体在 [ B ](A) (1)过程中吸热,(2) 过程中放热. (B) (1)过程中放热,(2) 过程中吸热. (C) 两种过程中都吸热. (D) 两种过程中都放热.二、填空题pV1、有1mol刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外做功A,则其温度变化ΔT=___ A/R ___;从外界吸收的热量Q p=__7A/2 ___.2、一个作可逆卡诺循环的热机,其效率为η,它的逆过程的致冷机致冷系数w = T2/(T1-T2),则η与w的关系为_____11Wη=-_____.3.一热机由温度为727℃的高温热源吸热,向温度为527℃的低温热源放热.若热机在最大效率下工作,且每一循环吸热2000J,则此热机每一循环做功__400________J. 4.热力学第二定律的克劳修斯叙述是_热量不能自动地从低温物体传向高温物体开尔文叙述是_不可能把从单一热源吸收的热量在循环过程中全部转变为有用的功,而不引起任何其他物体为生变化_________________________.5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式,指出它们各表示什么过程.(1)pdV=(m/M)RdT表示___等压_________过程;(2)Vdp=(m/M)RdT表示_____等体_________过程;(3)pdV+Vdp=0表示_______等温_______过程.6、如图,温度为T0,2T0,3T0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环:(1)abcda;(2)dcefd;(3)abefa,则其效率分别为:η1=___33.3%___;η2=___50% ___;η3=____ 66.7%___.7. 理想气体在如图所示a-b-c 过程中,系统的能增量E =___0__8.已知一定量的理想气体经历p -T 图上所示的循环过程,图中过程1-2中,气体___吸热__(填吸热或放热)。

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一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。

根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。

根据理想气体分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03.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,w 不相等 (C) w 相等,ε不相等 (D) ε和w 都不相等4.在标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ,则其内能之比E 1 / E 2为:(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35.水蒸气分解成同温度的氢气和氧气,内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)?(A) 66.7% (B) 50% (C) 25% (D) 06.两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ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ不同 (B) n 不同,(E K /V )不同,ρ相同(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ不同 (D) n 相同,(E K /V )相同,ρ相同7.一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8.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。

大学物理热学试题题库及答案

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大学物理热学试题题库及答案一、选择题:(每题3分)1、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3n1,则混合气体的压强p为(A) 3 p1.(B) 4 p1.(C) 5 p1.(D) 6 p1.[]2、若理想气体的体积为V,压强为p,温度为T,一个分子的质量为m,k为玻尔兹曼常量,R为普适气体常量,则该理想气体的分子数为:(A) pV / m.(B) pV / (kT).(C) pV / (RT).(D) pV / (mT).[]3、有一截面均匀的封闭圆筒,中间被一光滑的活塞分隔成两边,如果其中的一边装有0.1 kg 某一温度的氢气,为了使活塞停留在圆筒的正中央,则另一边应装入同一温度的氧气的质量为:(A) (1/16) kg.(B) 0.8 kg.(C) 1.6 kg.(D) 3.2 kg.[]4、在标准状态下,任何理想气体在1 m3中含有的分子数都等于(A) 6.02×1023.(B)6.02×1021.(C) 2.69×1025(D)2.69×1023.(玻尔兹曼常量k=1.38×10-23 J·K-1 ) []5、一定量某理想气体按pV2=恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体的温度(A) 将升高.(B) 将降低.(C) 不变.(D)升高还是降低,不能确定.[]6、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p1和p2,则两者的大小关系是:(A) p1> p2.(B) p1< p2.(C) p1=p2.(D)不确定的.[]7、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强.(B) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.(C) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大.[]8、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?(A) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强.(B) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.(C) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大. [ ]9、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. [ ]10、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 23. (C)RT 25. (D)kT 25. [ ] (式中R 为普适气体常量,k 为玻尔兹曼常量)11、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ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ 不同.(B) n 不同,(E K /V )不同,ρ 相同.(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ 不同.(D) n 相同,(E K /V )相同,ρ 相同. [ ]12、有容积不同的A 、B 两个容器,A 中装有单原子分子理想气体,B 中装有双原子分子理想气体,若两种气体的压强相同,那么,这两种气体的单位体积的内能(E / V )A 和(E / V )B 的关系(A) 为(E / V )A <(E / V )B .(B) 为(E / V )A >(E / V )B .(C) 为(E / V )A =(E / V )B .(D) 不能确定. [ ]13、两个相同的容器,一个盛氢气,一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体),开始时它们的压强和温度都相等,现将6 J 热量传给氦气,使之升高到一定温度.若使氢气也升高同样温度,则应向氢气传递热量(A) 12 J . (B) 10 J(C) 6 J . (D) 5 J . [ ]14、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) 23pV . (C) pV . (D) 21pV . [ ]15、下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能?(式中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,N A 为阿伏加得罗常量)(A) pV Mm 23. (B) pV M M mol 23. (C)npV 23. (D)pV N M M A 23mol . [ ]16、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:(A) 两种气体分子的平均平动动能相等.(B) 两种气体分子的平均动能相等.(C) 两种气体分子的平均速率相等.(D) 两种气体的内能相等. [ ]17、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 +25kT ). (C) N 123kT +N 225kT . (D) N 125kT + N 223kT . [ ]18、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22H O /v v 为(A) 1 . (B) 1/2 .(C) 1/3 . (D) 1/4 . [ ]19、设v 代表气体分子运动的平均速率,p v 代表气体分子运动的最概然速率,2/12)(v 代表气体分子运动的方均根速率.处于平衡状态下理想气体,三种速率关系为(A) p v v v ==2/12)( (B) 2/12)(v v v <=p (C) 2/12)(v v v <<p (D)2/12)(v v v >>p [ ]20、已知一定量的某种理想气体,在温度为T 1与T 2时的分子最概然速率分别为v p 1和v p 2,分子速率分布函数的最大值分别为f (v p 1)和f (v p 2).若T 1>T 2,则(A) v p 1 > v p 2, f (v p 1)> f (v p 2).(B) v p 1 > v p 2, f (v p 1)< f (v p 2).(C) v p 1 < v p 2, f (v p 1)> f (v p 2).(D) v p 1 < v p 2, f (v p 1)< f (v p 2). [ ]21、 两种不同的理想气体,若它们的最概然速率相等,则它们的(A) 平均速率相等,方均根速率相等.(B) 平均速率相等,方均根速率不相等.(C) 平均速率不相等,方均根速率相等.(D) 平均速率不相等,方均根速率不相等. [ ]22、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(A) 4倍. (B) 2倍.(C) 2倍. (D) 21倍. [ ]23、 麦克斯韦速率分布曲线如图所示,图中A 、B 两部分面积相等,则该图表示(A) 0v 为最概然速率. (B) 0v 为平均速率. (C) 0v 为方均根速率. (D) 速率大于和小于0v 的分子数各占一半. [ ]24、速率分布函数f (v )的物理意义为:(A) 具有速率v 的分子占总分子数的百分比.(B) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比.(C) 具有速率v 的分子数.(D) 速率分布在v 附近的单位速率间隔中的分子数. [ ]25、若N 表示分子总数,T 表示气体温度,m 表示气体分子的质量,那么当分子速率v 确定后,决定麦克斯韦速率分布函数f (v )的数值的因素是(A) m ,T . (B) N .(C) N ,m . (D) N ,T .(E) N ,m ,T . [ ]26、气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体),当温度不变而压强增大一倍时,氢气分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z 和λ都增大一倍.(B) Z 和λ都减为原来的一半.(C) Z 增大一倍而λ减为原来的一半.(D) Z 减为原来的一半而λ增大一倍. [ ]27、一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当体积增大时,分子的平均碰撞频率Z和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z 减小而λ不变. (B)Z 减小而λ增大.f (v )0(C) Z 增大而λ减小. (D)Z 不变而λ增大. [ ]28、一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当压强降低时,分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z 和λ都增大. (B) Z 和λ都减小.(C) Z 增大而λ减小. (D) Z 减小而λ增大. [ ]29、一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度降低时,分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z 减小,但λ不变. (B) Z 不变,但λ减小.(C) Z 和λ都减小. (D) Z 和λ都不变. [ ]30、 一定量的理想气体,在体积不变的条件下,当温度升高时,分子的平均碰撞频率Z 和平均自由程λ的变化情况是:(A) Z 增大,λ不变. (B) Z 不变,λ增大.(C) Z 和λ都增大. (D) Z 和λ都不变. [ ]31、 在一个体积不变的容器中,储有一定量的理想气体,温度为T 0时,气体分子的平均速率为0v ,分子平均碰撞次数为0Z ,平均自由程为0λ.当气体温度升高为4T 0时,气体分子的平均速率v ,平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为:(A) v =40v ,Z =40Z ,λ=40λ.(B) v =20v ,Z =20Z ,λ=0λ.(C) v =20v ,Z =20Z ,λ=40λ.(D) v =40v ,Z =20Z ,λ=0λ. [ ]32、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(A) 压强p . (B) 体积V .(C) 温度T . (D) 平均碰撞频率Z . [ ]33、一定量的某种理想气体若体积保持不变,则其平均自由程λ和平均碰撞频率Z 与温度的关系是:(A) 温度升高,λ减少而Z 增大.(B) 温度升高,λ增大而Z 减少.(C) 温度升高,λ和Z 均增大.(D) 温度升高,λ保持不变而Z 增大. [ ]34、一容器贮有某种理想气体,其分子平均自由程为0λ,若气体的热力学温度降到原来的一半,但体积不变,分子作用球半径不变,则此时平均自由程为 (A)02λ. (B) 0λ. (C)2/0λ. (D) 0λ/ 2. [ ]35、图(a)、(b)、(c)各表示联接在一起的两个循环过程,其中(c)图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程,图(a)和(b)则为半径不等的两个圆.那么:(A) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为正.图(c)总净功为零.(B) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图(c)总净功为正.(C) 图(a)总净功为负.图(b)总净功为负.图(c)总净功为零.(D) 图(a)总净功为正.图(b)总净功为正.图(c)总净功为负.36、 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(A) (1)、(2)、(3).(B) (1)、(2)、(4).(C) (2)、(4).(D) (1)、(4). [ ]37、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,气体所经历的过程(A) 是平衡过程,它能用p ─V 图上的一条曲线表示. (B) 不是平衡过程,但它能用p ─V 图上的一条曲线表示.(C) 不是平衡过程,它不能用p ─V 图上的一条曲线表示.(D) 是平衡过程,但它不能用p ─V 图上的一条曲线表示. [ ]38、在下列各种说法 V 图(a) V 图(b) V 图(c)(1) 平衡过程就是无摩擦力作用的过程.(2) 平衡过程一定是可逆过程.(3) 平衡过程是无限多个连续变化的平衡态的连接.(4) 平衡过程在p-V图上可用一连续曲线表示.中,哪些是正确的?(A) (1)、(2).(B) (3)、(4).(C) (2)、(3)、(4).(D) (1)、(2)、(3)、(4).[]39、设有下列过程:(1) 用活塞缓慢地压缩绝热容器中的理想气体.(设活塞与器壁无摩擦)(2) 用缓慢地旋转的叶片使绝热容器中的水温上升.(3) 一滴墨水在水杯中缓慢弥散开.(4) 一个不受空气阻力及其它摩擦力作用的单摆的摆动.其中是可逆过程的为(A) (1)、(2)、(4).(B) (1)、(2)、(3).(C) (1)、(3)、(4).(D) (1)、(4).[]40、在下列说法(1) 可逆过程一定是平衡过程.(2) 平衡过程一定是可逆的.(3) 不可逆过程一定是非平衡过程.(4) 非平衡过程一定是不可逆的.中,哪些是正确的?(A) (1)、(4).(B) (2)、(3).(C) (1)、(2)、(3)、(4).(D) (1)、(3).[]41、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.[]42、气体在状态变化过程中,可以保持体积不变或保持压强不变,这两种过程(A) 一定都是平衡过程.(B) 不一定是平衡过程.(C) 前者是平衡过程,后者不是平衡过程.(D) 后者是平衡过程,前者不是平衡过程.[]43、如图所示,一定量理想气体从体积V 1,膨胀到体积V 2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。

热学试题及答案

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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=8.31J ·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 23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=_________________。

大学物理热学练习题及答案

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大学物理热学练习题及答案第一题:一个物体的质量是1 kg,温度从20°C升高到30°C,如果物体的比热容是4200 J/(kg·°C),求物体吸收的热量。

解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。

代入数据得:Q = 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × (30°C - 20°C)= 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × 10°C= 42,000 J所以物体吸收的热量为42,000 J。

第二题:一块金属材料的质量是0.5 kg,它的比热容是400 J/(kg·°C),经过加热后,材料的温度升高了60°C。

求该金属材料所吸收的热量。

解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。

代入数据得:Q = 0.5 kg × 400 J/(kg·°C) × 60°C= 12,000 J所以金属材料吸收的热量为12,000 J。

第三题:一个热容为300 J/(kg·°C)的物体,吸收了500 J的热量后,温度升高了多少摄氏度?解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。

将已知数据代入公式:500 J = m × 300 J/(kg·°C) × Δθ解方程得:Δθ = 500 J / (m × 300 J/(kg·°C))= 500 J / (m/(kg·°C)) × (kg·°C/300 J)= (500/300) °C≈ 1.67°C所以温度升高了约1.67°C。

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热学练习题一、选择题1.一定量的理想气体,在温度不变的条件下,当容积增加大时,分子的平均碰撞次数Z和平均自由程λ的变化情况是()A .Z减小,λ不变; B. Z减小,λ增大;C .Z增大,λ减小;D .Z不变λ增大2.若理想气体的体积为V,压强为P,温度为T,一个分子的质量为m ,则该理想气体分子数为:()A. PV/mB. PV/(KT)C. PV/(RT)D. PV/(mT)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。

4.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,问气体分子的平均速率变为原来的几倍?()A. 522 B. 512 C. 322 D. 3125.两种不同的理想气体,若它们的最可几速率相等,则它们的()A 平均速率相等,方均根速率相等。

B平均速率相等,方均根速率不相等。

C平均速率不相等,方均根速率相等。

D平均速率不相等,方均根速率不相等。

6.一定量的理想气体,在容积不变的条件下,当温度降低时,分子的平均碰撞次数Z 和平均自由程λ的变化情况是( ) A Z 减小,但λ不变。

B Z 不变,但λ减小。

C Z 和λ都减小。

D Z 和λ都不变。

7.1mol 刚性双原子分子理想气体,当温度为T 时,其内能为( )A 23RTB 23KTC 25RTD 25KT (式中R 为摩尔气体常量,K 为玻耳兹曼常量)8.一物质系统从外界吸收一定的热量,则( )A 系统的内能一定增加。

B 系统的内能一定减少。

C 系统的内能一定保持不变。

D 系统内能可能增加,也可能减少或保持不变。

9.某理想气体分别进行了如图所示的两个卡诺循环:Ⅰ (abcda)和Ⅱ(a ′b ′c ′d ′a ′),且两条循环曲线所围面积相等。

设循环Ⅰ的效率为η,每次循环在高温热源处吸收的热量为Q ,循环Ⅱ的效率为η′,每次循环在高温热源处吸收的热量为Q ′,则( )A η<η′,Q < Q ′B η<η′,Q > Q ′C η>η′,Q < Q ′D η>η′,Q > Q ′10.气缸有一定量的氮气(视为刚性分子理想气体),经过绝热压缩,使其压强变为原来的2倍,问气体分子的平均速率变为原来的几倍?( )A 522B 512C 722D 71211.定量的理想气体经历如图所示的循环过程,A →B 和C →D 是等压过程,B →C 和D →A 是绝热过程。

热力学课外习题(含答案)

热力学课外习题(含答案)

判断题:√1.自然界发生的过程一定是不可逆过程。

×2.不可逆过程一定是自发过程。

(做了非体积功发生的过程不是自发过程)×3.熵增加的过程一定是自发过程。

(如自由膨胀过程)×4.绝热可逆过程的∆S = 0,绝热不可逆膨胀过程的∆S > 0,绝热不可逆压缩过程的∆S < 0。

×5.为了计算绝热不可逆过程的熵变,可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。

(设计一条可逆非绝热可逆过程来计算熵变)×6.由于系统经循环过程后回到始态,∆S = 0,所以一定是一个可逆循环过程。

(环境可能提供负熵流)×7.平衡态熵最大。

(在隔离体系中是对的)×8.在任意一可逆过程中∆S = 0,不可逆过程中∆S > 0。

9.理想气体经等温膨胀后,由于∆U = 0,所以吸的热全部转化为功,这与热力学第二定律矛盾吗?(不矛盾,因为在热全部转化为功的同时,引起了气体的状态的变化)×10.当系统向环境传热时(Q < 0),系统的熵一定减少。

(熵变是可以过程的热温熵)√11.一切物质蒸发时,摩尔熵都增大。

(混乱度增大)×12.吉布斯函数减小的过程一定是自发过程。

(条件:等温等压,非体积功等于0)×13.在等温、等压下,吉布斯函数变化大于零的化学变化都不能进行。

(当有非体积功如电功时可以发生)×14.系统由V 1膨胀到V 2,其中经过可逆途径时做的功最多。

(等温条件下如对的)×15.因Q p =ΔH ,Q v =ΔU ,所以Q p 和Q v 都是状态函数。

(热是过程量,不是状态函数)×16.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸汽压。

(非挥发性溶质的稀溶液)×17.在等温等压不做非体积功的条件下,反应Δr G m <0时,若值越小,自发进行反应的趋势就越强,反应进行得越快。

高中物理《热学实验》练习题(附答案解析)

高中物理《热学实验》练习题(附答案解析)

高中物理《热学实验》练习题(附答案解析)学校:___________姓名:___________班级:___________一、单选题1.把n 滴石油滴在水面上,石油在水面上形成一层单分子油膜,测得油膜的面积为S ,设每滴石油的体积为V ,则可以估算出该石油分子的直径为 ( ) A ./nS VB ./nV SC ./S VD ./V S2.某同学在做油膜法估测分子直径的实验,滴下油酸酒精溶液后,发现痱子粉迅速散开形成如图所示的“锯齿”边沿图案,可能是由于( )A .盆中水太多B .痱子粉撒得太多,且厚度不均匀C .盆太小,导致油酸无法形成单分子层D .油酸酒精溶液浓度过大3.在“用油膜法估测分子大小”的实验中,配制好适当比例的油酸酒精溶液,用注射器和量筒测得1mL 含上述溶液50滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开,测出油膜的面积,便可算出油酸分子的直径。

某同学计算出的油酸分子的直径结果明显偏大,可能的原因是( ) A .油酸未完全散开 B .油酸中含有大量酒精C .计算油膜面积时将所有不足一格的方格均记为了一格D .求每滴溶液中纯油酸的体积时,1mL 溶液的滴数多记了几滴4.在“油膜法估测分子的直径”实验中将油酸分子看成是球形的,所采用的方法是( ) A .等效替代法B .控制变量法C .理想模型法D .比值定义法5.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,用到了“数格子”的方法,是为了估算( ) A .一滴油酸的体积B .一滴油酸酒精溶液中纯油酸形成的油膜的面积C .一个油酸分子的体积D .一个油酸分子的面积6.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质。

根据分子动理论,判断下列说法中正确的是()A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了炭粒分子运动的无规则性B.磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力C.压缩气体比压缩液体容易得多,这是因为气体分子间距离远大于液体分子间距离D.将体积为V的油酸酒精溶液滴在平静的水面上,扩展成面积为S的单分子油膜,则该油酸分子直径为V S7.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时,配制好浓度为0.06%的油酸酒精溶液(单位体积溶液中含有纯油酸的体积),1 mL上述溶液用注射器刚好滴75滴;在撒有均匀痱子粉的水面上用注射器滴1滴油酸酒精溶液,水面上形成油酸薄膜,下图为油膜稳定后的形状,每个正方形小方格的边长为10 mm。

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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. 答案:C
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 答案:A
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 答案:C
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。

答案:C
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。

答案:D
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。

答案:C
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答案:B
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。

答案:A
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答案:D
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。

答案:D
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。

答案:C
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,吸热也不相同答案:C
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。

答案:C
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-答案:C
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。

答案:C
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
答案:A
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答案:D
18.在下列理想气体各种过程中,那些过程可能发生?()答案:D
(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。

()答案:B
(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()答案:C
(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度答案:A
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()答案:D
(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)
(相同,相同,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 = 。

(5,(5 R /2), (7/2)R )
3.某理想气体等温压缩到给定体积时外界对气体作功|A 1|,又经绝热膨胀返回原来体积时
气体对外作功|A 2|,则整个过程中:从外界吸收的热量Q 为 ;内能增加
了 。

(1||A -;2||A -)
4.一定量的理想气体,从同一状态开始使其容积由V 1膨胀到2V 1,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。

(等压;等压;等压)
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)
答:图(a)中(1)表示氧,(2)表示氢;图(b)中(2)温度高.(氧,氢,低,高)
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。

(等体,等压,等
温)
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。

( × )
7. 理想气体在绝热膨胀过程中,内能的改变量E ∆>0。

( × )
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 ( × )。

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