热学试卷；第三套

热学

一．选择题（每题3分 共10题）：

1、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． ［ ］

2、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． ［ ］

3、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．

4、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vO2/vH2为

(A) 1 ． (B) 1/2 ．

(C) 1/3 ． (D) 1/4 ． ［ ］

5、设v代表气体分子运动的平均速率，vp代表气体分子运动的最概然速率，

(v2)1/2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) (v2)1/2?v?vp (B) v?vp?(v2)1/2

(C) vp?v?(v2)1/2 (D)vp?v?(v2)1/2 [ ]

6、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． ［ ］ 7、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． ［ ］

8、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

35kT+kT)． 22135 (B) (N1+N2) (kT+kT)．

22235 (C) N1kT+N2kT．

2253 (D) N1kT+ N2kT． ［ ］

22 (A) (N1+N2) (

9、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． ［ ］

10、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?的变化情况是：

(A) Z和?都增大一倍． (B) Z和?都减为原来的一半． (C) Z增大一倍而?减为原来的一半．

(D) Z减为原来的一半而?增大一倍． ［ ］

二．填空题（每题5分 共5题）：

11、下面给出理想气体的几种状态变化的关系，指出它们各表示什么过程．

(1) p dV= (M / Mmol)R dT表示____________________过程．

(2) V dp= (M / Mmol)R dT表示____________________过程．

(3) p dV+V dp= 0 表示____________________过程．

12、对一定质量的理想气体进行等温压缩．若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×1024，则当压强升高到初始值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应

为_____________．

13、一铁球由10 m高处落到地面，回升到 0.5 m高处．假定铁球与地面碰撞时

损失的宏观机械能全部转变为铁球的内能，则铁球的温度将升高__________．（已知铁的比

?1?1

热c＝ 501.6 J·kg·K）

14、容器中储有1 mol 的氮气，压强为1.33 Pa，温度为 7 ℃，则 (1) 1 m3中氮气的分子数为_____________； (2) 容器中的氮气的密度为_________________； (3) 1 m3中氮分子的总平动动能为___________．

(玻尔兹曼常量k＝1.38×10?23 J·K?1 , N2气的摩尔质量Mmol＝28×10?3 kg·mol?1 , 普适气体常量R＝8.31 J·mol?1·K?1 ) 15、一个容器内有摩尔质量分别为Mmol1和Mmol2的两种不同的理想气体1和2，当此混合气体处于平衡状态时，1和2两种气体分子的方均根速率之比是

________________________．

三．计算题（每题10分 共5题）：

16一定量的单原子分子理想气体，从A态出发经等压过程膨胀到B态，又经绝热过程膨胀到C态，如图所示．试求这全过程中气体对外所作的功，内能的增量以及吸收的热量．

17、一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里．此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)．已知气体的初压强p1=1atm，体积V1=1L，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止， (1) 在p－V图上将整个过程表示出来．

(2) 试求在整个过程中气体内能的改变．

(3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量．(1 atm＝1.013×105 Pa)

(4) 试求在整个过程中气体所作的功．

18、1 mol 氦气作如图所示的可逆循环过程，其中ab和cd是绝热过程， bc和da为等体过程，已知 V1 = 16.4 L，V2 = 32.8 L，pa = 1 atm，pb = 3.18 atm，pc = 4 atm，pd = 1.26 atm，试求：

(1)在各态氦气的温度． (2)在态氦气的内能．

(3)在一循环过程中氦气所作的净功． (1 atm = 1.013×105 Pa) (普适气体常量R = 8.31 J· mol?1· K?1)

p (atm)cb pc pb pd paOdaV (L)V2

V119、1 mol理想气体在T1 = 400 K的高温热源与T2 = 300 K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400 K的等温线上起始体积为V1 = 0.001 m3，终止体积为V2 =

0.005 m3，试求此气体在每一循环中

(1) 从高温热源吸收的热量Q1 (2) 气体所作的净功W

(3) 气体传给低温热源的热量Q2

20、一定量的刚性双原子分子的理想气体，处于压强p1 =10 atm 、温度T1 =500 K的平衡态．后经历一绝热过程达到压强p2 =5 atm、温度为T2的平衡态．求T2．

参考答案

一．选择题（每题3分）： BCDDCBACAC

二．填空题（每题5分）： 11． 等压， 等体， 等温； 12． 3.92?10 13． 0.186K；

20?5314． 3.44?10， 1.6?10kg/m， 2J；

2415．

Mmol2/Mmol1

三．计算题（每题10分）： 16．解：

由图可看出 pAVA = pCVC

从状态方程 pV =?RT 可知 TA=TC ， 因此全过程A→B→C的?E=0．

B→C过程是绝热过程，有QBC = 0． A→B过程是等压过程，有 QAB?? Cp(TB?TA)?5(pBVB?pAVA)＝14.9×105 J． 2故全过程A→B→C的 Q = QBC +QAB =14.9×105 J．

根据热一律Q=W+?E，得全过程A→B→C的

W = Q－?E＝14.9×105 J ．

17．解：

(1) p－V图如右图 (2) T4=T1?E＝0 (3)Q? p (atm) 2 1 T1 T3 T2 T4 V (L)

MMCp(T2?T1)?CV(T3?T2) MmolMmol53p1(2V1?V1)?[2V1(2p1?p1)] 2211p1V1＝5.6×102 J 2? ?O 1 2 (4) W＝Q＝5.6×102 J 18．解：

(1) Ta = paV2/R＝400 K Tb = pbV1/R＝636 K Tc = pcV1/R＝800 K Td = pdV2/R＝504 K

(2) Ec =(i/2)RTc＝9.97×103 J

(3) b－c等体吸热 Q1=CV(Tc?Tb)＝2.044×103 J

d－a等体放热 Q2=CV(Td?Ta)＝1.296×103 J W=Q1?Q2＝0.748×103 J 19．解：

(1) Q1?RT1ln(V2/V1)?5.35?10 J (2)

3??1?T2?0.25. T13 W??Q1?1.34?10 J (3) Q2?Q1?W?4.01?10 J 20．解：

根据绝热过程方程： p1??T ??常量，

－

3可得 T 2=T 1( p1 / p2 )(1

－???????

?

刚性双原子分子 ?????? ，代入上式并代入题给数据，得

T2 =410 K

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/umst.html