1.热学习题解答
热学典型必刷题(带答案)1
热学多选、计算练习题组合一（带答案）一、选择题练习：1、下列说法正确的是( BDE )A.随着科学技术的不断进步，总有一天能实现热量自发地从低温物体传到高温物体B.气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关C.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体D.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢E.温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动越明显2.下列说法正确的是( ACE )A.一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C.空调既能制热又能制冷，说明热量可以从低温物体向高温物体传递D.外界对气体做功时，其内能一定会增大E.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成3.根据分子动理论、温度和内能的基本观点，下列说法正确的是( )A.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大C.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度D.当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力都为零E.两个分子间的距离为r0时，分子势能最小4.下列说法中正确的是( )A.晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性B.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C.液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性D.随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小E.当附着层中液体分子比液体内部稀疏时，液体与固体之间就表现为不浸润现象5.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )A.一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和B.一定量100 °C的水变成100 °C的水蒸气，其分子之间的势能增加C.气体如果失去了容器的约束就会散开，这主要是因为气体分子之间存在势能的缘故D.如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大E.饱和汽压随温度的升高而增大，与体积无关计算题练习1、如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A 、B 两部分，用控制阀K 固定活塞，开始时A 、B 两部分气体的温度都是20 ℃，压强都是1.0×105Pa ，保持A 体积不变，给电热丝通电，使气体A 的温度升高到60 ℃，求：(1)气体A 的压强是多少？(2)保持气体A 的温度不变，拔出控制阀K ，活塞将向右移动压缩气体B ，平衡后气体B 的体积被压缩0.05倍，气体B 的温度是多少？解析 (1)对A 部分气体，在加热的过程中发生等容变化，根据查理定律可得： p 0T 0＝p 1T 1解得：p 1＝p 0T 1T 0＝1.0×105×(273＋60)273＋20Pa ≈1.14×105Pa(2)拔出控制阀K ，活塞将向右移动压缩气体B .平衡后，气体A 发生等温变化根据玻意耳定律有：p 1V ＝p 2(V ＋0.05V )气体B 的压缩过程，根据理想气体状态方程有： p 0V T 0＝p 2′(V －0.05V )T 2根据活塞受力平衡有：p 2＝p 2′代入数据联立解得：T 2≈302.2 K，即t 2＝T 2－273＝29.2 °C答案 (1)1.14×105Pa (2)29.2 °C2.一定质量的理想气体体积V 与热力学温度T 的关系图象如图所示，气体在状态A 时的压强p A ＝p 0，温度T A ＝T 0，线段AB 与V 轴平行，BC 的延长线过原点.求：(1)气体在状态B 时的压强p B ；(2)气体从状态A 变化到状态B 的过程中，对外界做的功为10 J ，该过程中气体吸收的热量为多少；(3)气体在状态C 时的压强p C 和温度T C .答案 (1)12p 0 (2)10 J (3)12p 0 12T 0 解析 (1)A →B ：等温变化p 0V 0＝p B ×2V 0，解得p B ＝12p 0 (2)A →B ：ΔU ＝0Q ＝－W ＝10 J(3)B →C ：等压变化，p C ＝p B ＝12p 0 V B V C ＝T B T CT C ＝12T 03.如图所示，两端封闭的U 型细玻璃管竖直放置，管内水银封闭了两段空气柱，初始时空气柱长度分别为l 1 ＝ 10 cm 、l 2 ＝16 cm ，两管液面高度差为h ＝6 cm ，气体温度均为27 ℃，右管气体压强为p 2＝76 cmHg ，热力学温度与摄氏温度的关系为T ＝t ＋273 K ，空气可视为理想气体.求：(结果保留到小数点后一位数字)(1)若保持两管气体温度不变，将装置以底边AB 为轴缓慢转动90°，求右管内空气柱的最终长度；(2)若保持右管气体温度不变，缓慢升高左管气体温度，求两边气体体积相同时，右管内气体的压强.6.答案 (1)16.5 cm (2)93.5 cmHg解析 (1)设左侧液面上升x ，由玻意耳定律得：（如不能分析出，设右侧页面上升X ，求出是负数）左侧气体：p 1V 1＝p 1′V 1′，70×10S ＝p 1′×(10－x )S右侧气体：p 2V 2＝p 2′V 2′，76×16S ＝p 2′×(16＋x )Sp 1′＝p 2′，由以上两式联立求解得：x ≈0.5 cm右管内空气柱最终长度l 2′＝16.5 cm(2)右侧气体发生的是等温变化，由玻意耳定律得：p 2V 2＝p 3V 3, 76×16S ＝p 3×13S解得：p 3≈93.5 cmHg4.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；7.答案 (1)m ＋p 0S g(2)2T 0 解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mg S添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)g S该过程为等温变化，有p 1S ·2h ＝p 2S ·h解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 05.如图所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh体积为V 1＝34(L －h )S 由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有： p 0LS T 1＝(p 0－ρgh )(L －h )S T 2解得：h ＝215L ， ρ＝105p 0热学多选、计算练习题组合一（带答案）一、选择题练习：1、下列说法正确的是( )A.随着科学技术的不断进步，总有一天能实现热量自发地从低温物体传到高温物体B.气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关C.不具有规则几何形状的物体一定不是晶体D.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢E.温度一定时，悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动越明显2.下列说法正确的是( )A.一定质量的理想气体，在体积不变时，分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小B.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大C.空调既能制热又能制冷，说明热量可以从低温物体向高温物体传递D.外界对气体做功时，其内能一定会增大E.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成3.根据分子动理论、温度和内能的基本观点，下列说法正确的是( )A.布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大C.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度D.当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力都为零E.两个分子间的距离为r0时，分子势能最小4.下列说法中正确的是( )A.晶体一定具有各向异性，非晶体一定具有各向同性B.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同C.液晶既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性D.随着分子间距离的增大，分子间作用力减小，分子势能也减小E.当附着层中液体分子比液体内部稀疏时，液体与固体之间就表现为不浸润现象5.下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )A.一定质量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和B.一定量100 °C的水变成100 °C的水蒸气，其分子之间的势能增加C.气体如果失去了容器的约束就会散开，这主要是因为气体分子之间存在势能的缘故D.如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大E.饱和汽压随温度的升高而增大，与体积无关计算题练习1、如图所示，用一个绝热活塞将绝热容器平均分成A、B两部分，用控制阀K固定活塞，开始时A、B两部分气体的温度都是20 ℃，压强都是1.0×105 Pa，保持A体积不变，给电热丝通电，使气体A的温度升高到60 ℃，求：(1)气体A的压强是多少？(2)保持气体A的温度不变，拔出控制阀K，活塞将向右移动压缩气体B，平衡后气体B的体积被压缩0.05倍，气体B的温度是多少？2.一定质量的理想气体体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A时的压强p A＝p0，温度T A＝T0，线段AB与V轴平行，BC的延长线过原点.求：(1)气体在状态B时的压强p B；(2)气体从状态A变化到状态B的过程中，对外界做的功为10 J，该过程中气体吸收的热量为多少；(3)气体在状态C时的压强p C和温度T C.3.如图所示，两端封闭的U型细玻璃管竖直放置，管内水银封闭了两段空气柱，初始时空气柱长度分别为l1＝10 cm、l2＝16 cm，两管液面高度差为h＝6 cm，气体温度均为27 ℃，右管气体压强为p2＝76 cmHg，热力学温度与摄氏温度的关系为T＝t＋273 K，空气可视为理想气体.求：(结果保留到小数点后一位数字)(1)若保持两管气体温度不变，将装置以底边AB为轴缓慢转动90°，求右管内空气柱的最终长度；(2)若保持右管气体温度不变，缓慢升高左管气体温度，求两边气体体积相同时，右管内气体的压强.4.如图所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，缸内气体高度为2h.现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h.然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p0，大气温度为T0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度.5.如图所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.热力学多选与计算题组合测试二1.应用气体实验定律的解题思路:(1)找出气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；------找参数(2)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，------------列方程哪项不知分析哪项，一步分析不出，分过程分析，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.1、关于热力学第二定律，下列说法正确的是( )A.热量能够自发地从高温物体传到低温物体B.不可能使热量从低温物体传向高温物体C.第二类永动机违背了热力学第二定律D.可以从单一热源吸收热量并使之完全变成功E.功转化为热的实际宏观过程是可逆过程2、如图6所示，一个绝热的汽缸竖直放置，内有一个绝热且光滑的活塞，中间有一个固定的导热性良好的隔板，隔板将汽缸分成两部分，分别密封着两部分理想气体A和B.活塞的质量为m，横截面积为S，与隔板相距h.现通过电热丝缓慢加热气体，当A气体吸收热量Q时，活塞上升了h，此时气体的温度为T1.已知大气压强为p0，重力加速度为g.图6①加热过程中，若A气体内能增加了ΔE1，求B气体内能增加量ΔE2；②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加砂粒，当活塞恰好回到原来的位置时A气体的温度为T2.求此时添加砂粒的总质量Δm.2.(1)关于分子力，下列说法中正确的是( )A.碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用B.将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力C.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力D.固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力E.分子间的引力和斥力同时存在，都随分子间距离的增大而减小(2)如图7，一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热汽缸内，活塞质量为30 kg、横截面积S＝100 cm2，活塞与汽缸间连着自然长度L＝50 cm、劲度系数k＝500 N/m的轻弹簧，活塞可沿汽缸壁无摩擦自由移动.初始时刻，汽缸内气体温度t＝27 ℃，活塞距汽缸底部40 cm.现对汽缸内气体缓慢加热，使活塞上升30 cm.已知外界大气压p0＝1.0×105 Pa，g＝10 m/s2.求：汽缸内气体达到的温度.图7A.为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B.物体温度升高，物体内所有分子运动的速率均增加C.热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体D.当分子间的距离增大时，分子之间的引力和斥力均同时减小，而分子势能一定增大E.生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成(2)已知竖直玻璃管总长为h，第一次向管内缓慢地添加一定量的水银，水银添加完成时，气柱长度变为34h，第二次再取与第一次相同质量的水银缓慢地添加在管内，整个过程水银未溢出玻璃管，外界大气压强保持不变.①求第二次水银添加完时气柱的长度.②若第二次水银添加完后，把玻璃管在竖直面内以底部为轴缓慢地沿顺时针方向旋转60°，求此时气柱长度.(水银未溢出玻璃管)A.分子质量不同的两种气体，温度相同时其分子平均动能相同B.一定质量的气体，在体积膨胀的过程中，内能一定减小C.布朗运动表明，悬浮微粒周围的液体分子在做无规则运动D.知道阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度就可以估算出气体分子的大小E.两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0的过程中，它们的分子势能先减小后增大(2)如图8所示，左右两个容器的侧壁都是绝热的、底部都是导热的、横截面积均为S.左容器足够高，上端敞开，右容器上端由导热材料封闭.两个容器的下端由容积可忽略的细管连通.容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气，B上方封有氢气.大气的压强为p0，外部气温为T0＝273 K保持不变，两个活塞因自身重力对下方气体产生的附加压强均为0.1p0.系统平衡时，各气体柱的高度如图所示.现将系统的底部浸入恒温热水槽中，再次平衡时A上升了一定的高度.用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定，第三次达到平衡后，氢气柱高度为0.8h.氮气和氢气均可视为理想气体.求：图8①第二次平衡时氮气的体积；②水的温度.A.在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强B.液体表面存在着张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离C.温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同D.密闭在汽缸里的一定质量理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少E.影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的比值(2)如图所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为2∶1，上管足够长，下管长度l＝34 cm.在管内用长度h＝4 cm的水银封闭一定质量的理想气体，气柱长度l1＝20 cm.大气压强p0＝76 cmHg，气体初始温度为T1＝300 K.①若缓慢升高气体温度，使水银上端面到达粗管和细管交界处，求此时的温度T2；②继续缓慢升高温度至水银恰好全部进入粗管，求此时的温度T3.热力学多选与计算题组合测试三1.(1)如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中，A→B和C→D为等温过程，B→C为等压过程，D→A为等容过程，则在该循环过程中，下列说法正确的是________.A.A→B过程中，气体放出热量B.B→C过程中，气体分子的平均动能增大C.C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多D.D→A过程中，气体分子的速率分布曲线不发生变化E.若气体在B→C过程中内能变化量的数值为2 kJ，与外界交换的热量为7 kJ，则在此过程中气体对外做的功为5 kJ(2)如图2所示，一汽缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁的摩擦可忽略不计，活塞的截面积S＝100 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，A、B的质量均为m＝62.5 kg，物块与平台间的动摩擦因数μ＝0.8.两物块间距为d＝10 cm.开始时活塞距缸底L1＝10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0＝1×105 Pa，温度t1＝27 ℃.现对汽缸内的气体缓慢加热，(g＝10 m/s2)求：图2①物块A开始移动时，汽缸内的温度；②物块B开始移动时，汽缸内的温度.A.液体的表面层内分子分布比较稀疏，分子间只存在引力B.气体分子的平均动能越大，其压强就越大C.在绝热过程中，外界对气体做功，气体的内能增加D.空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿E.压强与气体分子的密集程度及分子的平均动能有关(2)如图3所示，两端开口、粗细均匀的U型管竖直放置，其中储有水银，水银柱的高度如图所示.将左管上端封闭，在右管的上端用一不计厚度的活塞封闭右端.现将活塞缓慢下推，当两管水银面高度差为20 cm时停止推动活塞，已知在推动活塞的过程中不漏气，大气压强为76 cmHg，环境温度不变.求活塞在右管内下移的距离.(结果保留两位有效数字)图3A.液面上部的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B.质量相等的80 ℃的液态萘和80 ℃的固态萘相比，具有不同的分子势能C.单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性D.液体表面层分子的势能比液体内部分子的势能大E.理想气体等温膨胀时从单一热源吸收的热量可以全部用来对外做功，这一过程违背了热力学第二定律(2)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其p－V图象如图4所示.已知该气体在状态A时的温度为27 ℃，求：图4①该气体在状态B和C时的温度分别为多少K?②该气体从状态A经B再到C的全过程中是吸热还是放热？传递的热量是多少？A.在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动B.气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律C.随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小D.一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行(2)如图5a所示，左端封闭、内径相同的U形细玻璃管竖直放置，左管中封闭有长为L＝20 cm的空气柱，两管水银面相平，水银柱足够长.已知大气压强为p0＝ 75 cmHg.图5①若将装置缓慢翻转180°，使U形细玻璃管竖直倒置(水银未溢出)，如图b所示.当管中水银静止时，求左管中空气柱的长度；②若将图a中的阀门S打开，缓慢流出部分水银，然后关闭阀门S，右管水银面下降了H＝35 cm，求左管水银面下降的高度.A.对于一定质量的理想气体，若压强增大而温度不变，则外界对气体做正功B.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着引力C.当分子间的距离减小时，其分子势能可能增大，也可能减小D.绝对湿度越大，相对湿度一定越大E.扩散现象和布朗运动都证明了分子永不停息地做无规则运动(2)如图6所示，粗细均匀的L形玻璃管放在竖直平面内，封闭端水平放置，水平段管长60 cm，上端开口的竖直段管长20 cm，在水平管内有一段长为20 cm的水银封闭着一段长35 cm的理想气体，已知气体的温度为7 ℃，大气压强为75 cmHg，现缓慢对封闭理想气体加热.求：图6①水银柱刚要进入竖直管时气体的温度；②理想气体的温度升高到111 ℃时，玻璃管中封闭理想气体的长度.6.(1)下列有关热现象描述中，正确的是( )A.物体的内能是物体内所有分子的动能和势能的总和B.如果两个系统到达热平衡，则它们的内能一定相等C.对于一个绝热系统，外界对它所做的功等于系统内能的增量D.对于一个热力学系统，外界对它传递的热量和外界对它所做的功之和等于系统内能的增量E.一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的(2)如图7所示，一下端开口、上端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的上部封有长l1＝30.0 cm的空气柱，中间有一段长为l＝25.0 cm的水银柱，下部空气柱的长度l2＝40.0 cm.已知大气压为p0＝75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓慢往上推，使管内上部分空气柱长度变为l1′＝20.0 cm.假设活塞上推过程中没有漏气，求活塞上推的距离.(假设整个过程中气体的温度不变)图77.(1)如图8所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度保持不变.则被封闭的空气( )图8A.单位时间内空气分子与压力传感器碰撞的次数增多B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大E.被封闭空气向外放热(2)如图9所示，容积为100 cm3的球形容器，装有一根均匀刻有从0到100刻度的粗细均匀的长直管子，两个相邻刻度之间的管道的容积等于0.2 cm3，球内盛有一定质量的理想气体，有一滴水银恰好将球内气体同外面的大气隔开，在温度为5 ℃时，那滴水银在刻度20处，如果用这种装置作温度计用：图9①试求此温度计可以测量的温度范围(不计容器及管子的热膨胀，假设在标准大气压下测量)②若将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差是否相等？为什么？专题规范练1.答案 (1)ABE (2)①450 K ②1 200 K解析 (1)A →B 为等温过程，压强变大，体积变小，故外界对气体做功，根据热力学第一定律有ΔU ＝W ＋Q ，温度不变，则内能不变，故气体一定放出热量，故A 正确；B →C 为等压过程，体积增大，由理想气体状态方程pV T ＝C 可知，气体温度升高，内能增加，故气体分子的平均动能增大，故B 正确；C →D 为等温过程，压强变小，体积增大，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变小说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少，故C 错误；D →A 为等容过程，体积不变，压强变小，由pV T＝C 可知，温度降低，气体分子的平均动能减小，故气体分子的速率分布曲线会发生变化，故D 错误；B →C 为等压过程，体积增大，气体对外做功，该过程中气体的温度升高，则气体的内能增加2 kJ ，气体从外界吸收的热量为7 kJ ，气体对外界做功为5 kJ ，故E 正确.故选A 、B 、E.(2)①物块A 开始移动前气体做等容变化，则有p 2＝p 0＋μmg S＝1.5×105 Pa 由查理定律有p 1T 1＝p 2T 2，解得T 2＝p 2p 1T 1＝450 K②物块A 开始移动后，气体做等压变化，到A 与B 刚接触时 p 3＝p 2＝1.5×105 Pa ；V 3＝(L 1＋d )S由盖—吕萨克定律有V 2T 2＝V 3T 3，解得T 3＝V 3V 2T 2＝900 K之后气体又做等容变化，设物块A 和B 一起开始移动时气体的温度为T 4 p 4＝p 0＋2μmg S＝2.0×105 Pa ；V 4＝V 3 由查理定律有p 3T 3＝p 4T 4，解得：T 4＝p 4p 3T 3＝1 200 K2.答案 (1)CDE (2)27 cm解析 (1)分子间同时存在引力和斥力，液体表面是分子间作用力的合力为引力；故A 错误；气体压强与温度和体积两个因素有关，微观上取决于气体分子的平均动能和分子数密度，故B 错误；理想气体绝热压缩的过程中没有热交换，即Q ＝0，压缩气体的过程中外界对气体做功，W ＞0，根据热力学第一定律：ΔU ＝W ＋Q ，知内能增大，故C 正确；人们对湿度的感觉与相对湿度有关，空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，故D 正确；根据压强的微观意义可知，压强与气体分子的密集程度及分子的平均动能有关，故E 正确.故选C 、D 、E.(2)由题意，将活塞缓慢向下推，两管水银面高度差为20 cm ，左管水银面上升10 cm ，右管水银面下降10 cm ，设活塞下移x cm ，U 型管的截面积为S ，对左端气体有： L 左′＝40 cm根据玻意耳定律得：p 左L 左S ＝p 左′L 左′S对右端气体有： L 右′＝(60－x ) cmp 右′＝(p 左′＋20) cmHg。
热学习题1
（2）问大气压强为何值时水银可完全从管内倒出？ 解： （ 1 ） 已 知 ： p0 = 1.0 × 10 Pa ， 取 管 内 的 气 体 为 系 统 ， 开 始 系 统 的 状 态 为 ：
5
′ = p0 + p1 ,V1′ = 50S , T1′ p1
（ S 为管的截面积）
倒置后，设水银柱高度为 xcm ，则系统的状态为：
D
5
−3
3
钢瓶中放出来的，问一瓶压缩空气可以排出多少立方米的水？ 解：以瓶中的气体为研究对象，由理想气体的状态方程得：
118 ×105 Pa × 2 × 10−3 m3 (15 × 9.8 × 103 + 118 × 105 ) Pa × V = (273.15 + 17) K (273.15 + 30) K
∴V = 0.993m3
故：可排出多 0.993m 的水 1.11 容积为 0.01m 的瓶内盛有氢气；假定在气焊过程中温度保持 27 C 不变，问当瓶内压 强由 49.1× 10 Pa 降为 9.81× 10 Pa 时，共用去多少克氢气？
5 5 3
D
3
解：由理想气体的状态方程得： 开始： p1V1 =
t = 0 DC 时， ε = 0mV , t ∗ = 0 t∗
500 3
100
50 3o −100 50 − 3 −100 500 3
100
200
300
400
500
t ( DC )
（4）由于 t 随 ε 作非线性变化， t 随 ε 作线性变化，因此 t 与 t 是非线性变化关系，只有在
∗ ∗
冰点和汽点二者才具有相同值。 1.6 水银气压计中，混进了一个气泡，因此它的读数比实际的气压小些，当精确气压计的水 银柱高度为 768mm 时，它的水银高只有 748mm ；而水银面到管顶的距离为 80mm .问当此 气压计的水银高为 734mm 时，实际的气压是多少帕？（空气温度不变）
热学(李椿+章立源+钱尚武)习题解答_第1章 温度
第一章温度1-1在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？解：（1）当时，即可由，解得故在时（2）又当时则即解得：故在时，（3）若则有显而易见此方程无解，因此不存在的情况。
1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。
（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？解：对于定容气体温度计可知：(1)(2)1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。
解：根据已知冰点。
1-4用定容气体温度计测量某种物质的沸点。
原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.题1-4图1-5铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为90.35欧姆。
当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28欧姆。
试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。
解：依题给条件可得则故1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。
设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。
解：由题给条件可知由（2）-（1）得将（3）代入（1）式得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。
热力学第一定律习题1
第一章 热力学第一定律一 . 选择题：1. 恒容下，一定量的理想气体，当温度升高时内能将 ( )(A) 降低 (B) 增加 (C) 不变 (D) 增加、减少不能确定2. 在一刚性的绝热箱中，隔板两边均充满空气，(视为理想气体)，只是两边压力不等，已知 P右< P左，则将隔板抽去后应有 ( )(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 ≠ 03. 有一容器四壁导热，上部有一可移动的活塞，在该容器中同时放入锌块和盐酸，发生化学反应后活塞将上移一定距离，若以锌和盐酸为体系则 ( )(A) Q < 0 , W = 0 , △rU < 0 (B) Q = 0 , W > 0, △rU < 0(C) Q < 0 , W > 0 , △rU = 0 (D) Q < 0 , W > 0, △rU < 04. 苯在一个刚性的绝热容器中燃烧，则 C6H6(l) + (15/2)O2(g) = 6CO2+ 3H2O(g) ( )(A) △U = 0 , △H < 0 , Q = 0 (B) △U = 0 , △H > 0, W = 0(C) Q = 0 , △U = 0 , △H = 0 (D) Q = 0 , △U ≠ 0 ,△H ≠ 05. 1mol，373K，标准压力下的水经下列二个不同过程达到 373K，标准压力下的水气，(1) 等温等压可逆蒸发 (2) 真空蒸发，这二个过程中功和热的关系为( )(A) W1> W2 Q1> Q2 (B) W1< W2 Q1< Q2(C) W1= W2 Q1= Q2 (D) W1> W2 Q1< Q26. 有一高压钢筒，打开活塞后气体喷出筒外，当筒内压力与筒外相等时关闭活塞，此时筒内温度将( )(A) 不变 (B) 升高 (C) 降低 (D) 无法判定7. 封闭体系从 1 态变 B 态，可以沿两条等温途径: （甲）可逆途径（乙）不可逆途径则下列关系式 ⑴ △U可逆> △U不可逆 ⑵ W可逆 > W不可逆⑶ Q可逆 > Q不可逆 ⑷ ( Q可逆 - W可逆) >( Q不可逆 - W不可逆)正确的是( )(A) (1),(2) (B) (2),(3) (C) (3),(4)(D) (1),(4)８. 化学反应在只做体积功的等温等压条件下，若从反应物开始进行反应，则此反应(A) 是热力学可逆过程 (B) 是热力学不可逆过程(C) 是否可逆不能确定 (D) 是不能进行的过程9. 1mol 单原子理想气体从 298K，202.65kPa 经历 ① 等温 ② 绝热 ③ 等压三条途径可逆膨胀使体积增加到原来的 2 倍，所作的功分别为 W1,W2,W3，三者的关系是 ( )(A) W1> W2> W3 (B) W2> W1> W3(C) W3> W2> W1 (D) W3> W1> W210. 凡是在孤立体系中进行的变化，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、小于或等于零不确定11. 对于下列的四种表述(1) 因为 △H = Q p，所以只有等压过程才有 △H(2) 因为 △H = Q p，所以 Q p也具有状态焓数的性质(3) 公式 △H = Q p只适用于封闭体系(4) 对于封闭体系经历一个不作其它功的等压过程，其热量只决定于体系的始态和终态上述诸结论中正确的是：( )(A) (1) (4) (B) (3) (4) (C) (2) (3)(D) (1) (2)12. △H = Q p此式适用于下列那个过程 ( )(A) 理想气体从 1013250 Pa 反抗恒定的 101325 Pa膨胀到101325Pa(B) 0℃ ,101325 Pa下冰融化成水(C) 电解 CuSO4水溶液(D) 气体从 (298K,101325 Pa) 可逆变化到 (373K,10132.5 Pa)13. 理想气体从同一始态 (P1,V1) 出发，经等温可逆压缩或绝热可逆压缩，使其终态均达到体积为 V2，此二过程做的功的绝对值应是： ( )(A) 恒温功大于绝热功 (B) 恒温功等于绝热功(C) 恒温功小于绝热功 (D) 无法确定关系14. 下列诸过程可应用公式 dU = ( C p- nR )dT 进行计算的是：( )(A) 实际气体等压可逆冷却 (B) 恒容搅拌某液体以升高温度(C) 理想气体绝热可逆膨胀 (D) 量热弹中的燃烧过程15. 1mol 理想气体经历可逆绝热过程，功的计算式有下列几种，其中哪一个是错误的 ( )(A) C v(T1- T2) (B) C p(T2-T1)(C) (P1V1- P2V2)/(r-1) (D) R(T1-T2)/(r-1)16. 对于理想气体下述结论中正确的是 ( )(A) ([H/[T)v = 0 ([H/[V)T = 0 (B) ([H/[T)p = 0([H/[P)T= 0(C) ([H/[T)p = 0 ([H/[V)T = 0 (D) ([H/[V)T = 0([H/[P)T= 017. 1mol 单原子理想气体，从 273K，202.65 kPa 经 PT = 常数 的可逆途径压缩到405.3 kPa的终态，该气体的 △U 为 ( )(A) 1702 J (B) -406.8 J (C) 406.8 J (D)-1702 J18.对于一定量的理想气体，下列过程不可能发生的是： ( )(A) 恒温下绝热膨胀 (B) 恒压下绝热膨胀(C) 吸热而温度不变 (D) 吸热，同时体积又缩小19. 理想气体经历绝热不可逆过程从状态 1 (P1,V1,T1)变化到状态2 (P2,V2,T2)，所做的功为 ( )(A) P2V2-P1V1 (B) P2(V2-V1)(C) [P2V2γ/(1-γ)](1/V2γ-1)- (1/ V1γ-1) (D) (P2V2-P1V1)/(1-γ)20. 反应 (1) C1CO3(s) → C1O (s) + CO2(g)； △r H m= 179.5kJ.mol-1反应 (2) C2H2(g) + H2O (l) → CH3CHO (g)；△r H m= -107.2kJ.mol-1反应 (3) C2H4(g) + H2O (l) → C2H5OH (l)；△r H m= -44.08kJ.mol-1反应 (4) CS2(l) + 3O2(g) → CO2(g) + 2SO2(g)；△r H m=-897.6 kJ.mol-1其中热效应 │Q p│>│Q v│ 的反应是 ( )(A) (1),(4) (B) (1),(2) (C) (1),(3) (D)(4),(3)21. 当以 5mol H2气与 4mol Cl2气混合，最后生成 2mol HCl 气。
大学物理热学练习题及答案
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。
大学物理 热力学第一定律 习题(附答案)
A13 = Q13 = 1.25 × 10 4 ( J)
（5）由（1）有系统终态的体积为
hi
5 R , R = 8.31 J / mol ⋅ K 。 2
na
T V3 = V2 ( 2 ) γ−1 = 40 × 21. 5 = 113 ( l) T1 nRT3 2 × 8.31 × 300 p3 = = ÷ 1.013 × 10 5 = 0.44 ( atm) −3 V3 113 × 10
0 . 44
O
om
p (atm ) 1 2
3
三、计算题： 1．2 mol 初始温度为 27 � C ，初始体积为 20 L 的氦气，先等压过程膨胀到体积加倍， 然 后绝热过程膨胀回到初始温度。 （1）在 p-V 平面上画出过程图。 （2）在这一过程中系统总吸热是多少？ （3）系统内能总的改变是多少？ （4）氦气对外界做的总功是多少？其中绝热膨胀过程对外界做功是多少？ （5）系统终态的体积是多少？
5 = 1 × R × 60 = 1.25 × 10 3 ( J) 2
γ
(B) p 0 γ (D) p 0 / 2
(γ = C
p
/ Cv )
p0
解：绝热自由膨胀过程中 Q = 0，A = 0，由热力学第一定律，有 ∆ E = 0 ，膨胀前后系统
[
]
(A) (B) (C) (D)
这是一个放热降压过程 这是一个吸热升压过程 这是一个吸热降压过程 这是一个绝热降压过程
将状态 a、b 分别与 o 点相连有
om
A
O
V1
V2
V
T B
C
Q
V
等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外做功之比为 A 1: A 2 = (各量下角标 1 表示氢气，2 表示氦气)
大学物理化学1-热力学第一定律课后习题及答案
热力学第一定律课后习题一、是非题下列各题中的叙述是否正确？正确的在题后括号内画“√”，错误的画“⨯”。
1.在定温定压下，CO2由饱和液体转变为饱和蒸气，因温度不变，CO2的热力学能和焓也不变。
( )2. d U = nC V,m d T这个公式对一定量的理想气体的任何pVT过程均适用。
( )3. 一个系统从始态到终态，只有进行可逆过程才有熵变。
( )4. 25℃时H2(g)的标准摩尔燃烧焓等于25℃时H2O(g)的标准摩尔生成焓。
( )5. 稳定态单质的∆f H(800 K) = 0。
( )二、选择题选择正确答案的编号，填在各题后的括号内：1. 理想气体定温自由膨胀过程为：（）。
（A）Q > 0；（B）∆U < 0；（C）W <0；（D）∆H = 0。
2. 对封闭系统来说，当过程的始态和终态确定后，下列各项中没有确定的值的是：( )。
( A ) Q；( B ) Q＋W；(C ) W( Q = 0 )；( D ) Q( W = 0 )。
3. pVγ = 常数(γ = C p,m/C V,m)适用的条件是：( )(A)绝热过程；( B)理想气体绝热过程；( C )理想气体绝热可逆过程；(D)绝热可逆过程。
4. 在隔离系统内：( )。
( A ) 热力学能守恒，焓守恒；( B ) 热力学能不一定守恒，焓守恒；(C ) 热力学能守恒，焓不一定守恒；( D) 热力学能、焓均不一定守恒。
5. 从同一始态出发，理想气体经可逆与不可逆两种绝热过程：( )。
( A )可以到达同一终态；( B )不可能到达同一终态；( C )可以到达同一终态，但给环境留下不同影响。
6. 当理想气体反抗一定的压力作绝热膨胀时，则：( )。
( A )焓总是不变；(B )热力学能总是增加；( C )焓总是增加；(D )热力学能总是减少。
7. 已知反应H2(g) +12O2(g) ==== H2O(g)的标准摩尔反应焓为∆r H(T)，下列说法中不正确的是：（）。
(完整版)热学经典题目归纳附答案
热学经典题目归纳一、解答题1．（2019·山东高三开学考试）如图所示，内高H=1.5、内壁光滑的导热气缸固定在水平面上，横截面积S=0.01m2、质量可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体。
外界温度为300K时，缸内气体压强p1=1.0×105Pa，气柱长L0=0.6m。
大气压强恒为p0=1.0×105Pa。
现用力缓慢向上拉动活塞。
（1）当F=500N时，气柱的长度。
（2）保持拉力F=500N不变，当外界温度为多少时，可以恰好把活塞拉出？【答案】（1）1.2m；（2）375K【解析】【详解】（1）对活塞进行受力分析P1S+F=P0S.其中P1为F=500N时气缸内气体压强P1=0.5×104Pa.由题意可知，气体的状态参量为初态:P0=1.0×105Pa，V a=LS，T0=300K；末态：P1=0.5×105Pa，V a=L1S，T0=300K；由玻意耳定律得P1V1=P0V0即P1L1S=P0L0S代入数据解得L1=1.2m＜1.5m其柱长1.2m（2）汽缸中气体温度升高时活塞将向外移动，气体作等压变化 由盖吕萨克定律得10V T =22V T 其中V 2=HS . 解得：T 2=375K.2．（2019·重庆市涪陵实验中学校高三月考）底面积S ＝40 cm 2、高l 0＝15 cm 的圆柱形汽缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2 kg 的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10 kg 的物体A .开始时，气体温度t 1＝7℃，活塞到缸底的距离l 1＝10 cm ，物体A 的底部离地h 1＝4 cm ，对汽缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p 0＝1.0×105 Pa ，试求：(1)物体A 刚触地时，气体的温度； (2)活塞恰好到达汽缸顶部时，气体的温度． 【答案】(1)119℃ (2)278.25℃ 【解析】 【详解】(1)初始活塞受力平衡：p 0S ＋mg ＝p 1S ＋T ，T ＝m A g被封闭气体压强p 1()A 0m m g p S-=+＝0.8×105 Pa初状态，V 1＝l 1S ，T 1＝(273＋7) K ＝280 KA 触地时p 1＝p 2， V 2＝(l 1＋h 1)S气体做等压变化，()11112l h S l S T T += 代入数据，得T 2＝392 K即t 2＝119 ℃(2)活塞恰好到汽缸顶部时p 3＝p 0＋mgS＝1.05×105 Pa ， V 3＝l 0S 根据理想气体状态方程，301113p l Sp l S T T = 代入数据得T 3＝551.25 K即t 3＝278.25℃3．如图所示，一水平固定的柱形气缸，用活塞封闭一定质量的气体。
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第二篇 热 学 第一章 温度一、选择题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n 1，它产生的压强为p 1，B 种气体的分子数密度为2n 1，C 种气体分子数密度为3n 1，则混合气体的压强p 为 （A ）3p 1 （B ）4p 1 （C ）5p 1 （D ）6p 12．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 为玻尔兹曼常数，R 为摩尔气体常数，则该理想气体的分子数为：（A ）m pV （B ）kT pV （C ）RT pV （D ）mT pV 二、填空题1．定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点管的槽内时，气体的压强为Pa 31065.6⨯ 。
用此温度计测量373.15K 的温度时，气体的压强是 ，当气体压强是Pa 3102.2⨯时，待测温度是 k, 0C 。
三、计算题1．一氢气球在200C 充气后，压强为1.2atm ，半径为1.5m 。
到夜晚时，温度降为100C ，气球半径缩为1.4m ，其中氢气压强减为1.1 atm 。
求已经漏掉了多少氢气？第二章 气体分子动理论一、选择题1. 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。
若使氦气也升高同样的温度，则应向氦气传递热量:(A) 6 J (B) 10 J (C) 12 (D) 5 J 2. 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2121=V V ，则其内能之比21/E E 为：(A) 1/2 (B) 5/3 (C) 5/6 (D) 3/10 3. 在容积V = 4×103-m 3的容器中，装有压强p = 5×102P a 的理想气体，则容器中气分子的平均平动动能总和为：(A) 2 J (B) 3 J (C) 5 J (D) 9J4. 若在某个过程中，一定量的理想气体的内能E 随压强 p 的变化关系为一直线（其延长线过E ~ p 图的原点），则该过程为(A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等容过程 (D) 绝热过程5. 若)(v f 为气体分子速率分布函数，N 为分子总数，m 为分子质量，则)(21221v Nf mv v v ⎰d v 的物理意义是:(A) 速率为v 2的各分子的总平均动能与速率为v 1的各分子的总平均动能之差。
(B) 速率为v 2的各分子的总平动动能与速率为v 1的各分子的总平动动能之和。
(C) 速率处在速率间隔v 1~ v 2之内的分子的平均平动动能。
(D) 速率处在速率间隔v 1~ v 2之内的分子平动动能之和。
6. 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。
二、填空题1. 某理想气体在温度为27℃和压强为1.0×102-atm 情况下，密度为11.3 g m -3，则这气体的摩尔质量mol M ＝ [摩尔气体常量R ＝ 8.31 (J ·mol1-·K1-)]2. 一能量为1012eV 的宇宙射线粒子，射入一氖管中，氖管内充有0.1mol 的氖气，若宇宙射线粒子的能量全部被氖分子所吸收，则氖气温度升高了 K 。
[1eV = 1.6×1019-J ，摩尔气体常数R ＝ 8.31 (J ·mol1-·K1-)]3. 已知大气中分子数密度n 随高度h 的变化规律n ＝n 0exp[－RTghM mol ]，式中n 0为h ＝0处的分子数密度。
若大气中空气的摩尔质量为mol M ，温度为T ，且处处相同，并设重力场是均匀的，则空气分子数密度减少到地面的一半时的高度为 。
（符号exp[α]，即e α）4. 当理想气体处于平衡态时，气体分子速率分布函数为)(v f ，则分子速率处于最概然速率v p 至∞范围内的概率=∆NN。
5. 某气体在温度为T = 273 K 时，压强为p =1.0×102-atm ， 密度ρ＝1.24×102-kg m -3，则该气体分子的方均根速率为 。
三、计算题1. 一超声波源发射声波的功率为10 W 。
假设它工作10 s ，并且全部波动能量都被1 mol 氧气吸收而用于增加其内能，问氧气的温度升高了多少？（氧气分子视为刚性分子，摩尔气体常量R ＝ 8.31 (J ·mol 1-·K 1-) 2. 计算下列一组粒子的平均速率、最概然速率和方均根速率:粒子数 N i 2 4 6 8 2 速率v i (m s -1) 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 3. 一容积为10 cm 3的电子管，当温度为300 K 时，用真空泵把管内空气抽成压强为 5×10-6 mmHg 的高真空，问此时管内有多少个空气分子？这些空气分子的平均平动动能的总和是多少？平均转动动能的总和是多少？平均动能的总和是多少？(760 mmHg ＝1.013×105Pa ，空气分子可认为是刚性双原子分子) (波尔兹曼常量k =1.38×10-23J/K)第1章 温度习题答案选择题1. D 2. B二、填空题 1. Pa 31008.9⨯ K 4.90 C 08.182-三、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)(22211121=-=-=∆ 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 MQ μ=△T ，R C R C V V 25,232H He == 由题意 μMQ =He R 23⋅△T ＝ 6 J 所以 R M Q 252H ⋅=μ△T ＝(J)1063535H =⨯=e Q 。
2. C 解：由 ,)(,)(,He 222O 1112R MT V p R M T V p R M T pV ⋅=⋅==μμμ ,,2121T T p p ==又 所以,21)()21He O 2==V V MM μμ（根据内能公式,2RT iM E ⋅=μ得二者内能之比为65352121=⋅=E E3. B 解：一个分子的平均平动动能为,23kT w = 容器中气体分子的平均平动动能总和为 3210410523232323-⨯⨯⨯⨯===⋅==pV RT M kT N Mw N W A μμ ＝3(J)。
4. C解：由RpVC E RT MpV T C ME VV ===得 ,μμ， 可见只有当V 不变时，E ~ p 才成正比。
5. D 解：因为)(d v f NN=d v ，所以)(21212v 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,2,2122v n d z nd 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 MpV μ=可得摩尔质量为523mol10013.1100.130031.8103.11⨯⨯⨯⨯⨯⨯====--p RT pV MRT M ρμ )m ol (kg 108.2713--⋅⨯=2. 1.28×10-7K 。
[1eV = 1.6×1019-J ，摩尔气体常数R ＝ 8.31 (J ·mol1-·K1-)]pE O解：由V C ME μ=∆△T 和R C V 23=得 (K)1028.131.8211.0106.11071912--⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=∆V C M E T μ3.()gM RTmol 2ln 。
（符号exp[α]，即e α）解：由21,00mol ==-n n en n RTghM 得 。
g M RT h RT gh M ⋅==mol mol )2(ln ,2ln4. 当理想气体处于平衡态时，气体分子速率分布函数为)(v f ，则分子速率处于最概然速率v p 至∞范围内的概率=∆NNv f(v)Pv ⎰∞d 。
解：由)(d v f NN=d v 可知，速率P v ~ ∞之间的分子数为 △⎰⎰∞==Pv v v Nf N N d )(d所以，⎰∞=∆Pv v v f NNd )( 5. 495m s -1。
解：由RT MpV μ=得pRTρμ=所以, 方均根速率 )s (m 4951024.110013.11033312522---⋅=⨯⨯⨯⨯===ρμpRTv 三、计算题 1. 解：T R iM Pt E ∆⋅==∆2μ，式中P 为功率，则 (K)81.431.8251101025=⨯⨯⨯=⋅=∆R M Pt T μ2. 解：平均速率为)s (m 8.3186425024083062041021-⋅=+++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑∑i ii Nv N v最概然速率)s (m 0.401-⋅=p v方均根速率为 286425024083062041022222222++++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑∑iii Nv N v)s (m 7.331-⋅=3. 解：设管内总分子数为N ．由p = nkT = NkT / V(1) N = pV / (kT ) = 1.61×1012个．(2) 分子的平均平动动能的总和= (3/2) NkT = 108J(3) 分子的平均转动动能的总和= (2/2) NkT = 0.667×108J(4) 分子的平均动能的总和= (5/2) NkT = 1.67×108J第3章 热力学第一定律答案一、选择题1. 理想气体向真空作绝热膨胀。
[ ] (A) 膨胀后，温度不变，压强减小;(B) 膨胀后，温度降低，压强减小; (C) 膨胀后，温度升高，压强减小;(D) 膨胀后，温度不变，压强不变。
解：真空绝热膨胀过程中0,0==Q A ，由热力学第一定律知0=∆E ，所以0=∆T ， 温度不变，对始末二状态，,2211V p V p = V 增大，p 减小。
2. 氦、氮、水蒸气（均视为理想气体），它们的摩尔数相同，初始状态相同，若使它们在体积不变情况下吸收相等的热量，则[ ] (A) 它们的温度升高相同，压强增加相同;(B) 它们的温度升高相同，压强增加不相同; (C) 它们的温度升高不相同，压强增加不相同; (D) 它们的温度升高不相同，压强增加相同。