大學(xué)物理復(fù)習(xí)題（熱學(xué)）一、選擇題2、氣缸中有一定量的氦氣（視為理想氣體），經(jīng)過(guò)絕熱壓縮，使其體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半，問(wèn)氣體分子的平均速率變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍？（D）1、如圖所示，一絕熱密閉容器，用隔板分成相等的兩部分，左邊盛有一定量的理想氣體，壓強(qiáng)為P0,右邊為真空。今將隔板抽去，氣體自由膨脹，當(dāng)氣體達(dá)到平衡時(shí)，氣體的壓強(qiáng)是（B）注：溫度不變、熵增加3、已知，氫氣和氧氣的溫度相同，下列說(shuō)法哪個(gè)是正確的？（A）、氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)。（A）、氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率比氧分子方均根速率大。（C）、氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫氣分子的速率一定大于氧分子的速率。（B）、氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的密度一定大于氫氣的密度。(D)4、設(shè)有一些過(guò)程：（１）兩種不同氣體在等溫下混合；（２）理想氣體在定容下降溫；（３）液體在等溫下汽化；（４）理想氣體在等溫下壓縮（５）理想氣體絕熱自由膨脹在這此些過(guò)程中，使系統(tǒng)的熵增加的過(guò)程是（A)、（１）、（２）、（３）（Ｂ）、（２）、（３）、（４）（Ｃ）、（３）（４）、（５）（Ｄ）、（１）、（３）、（５）（Ｄ）5、“理想氣體和單一熱源接觸作等溫膨脹時(shí)，吸收的熱量全部用來(lái)對(duì)外作功”，對(duì)此說(shuō)法，有如下評(píng)論，哪種是正確的：（A）不違反熱力學(xué)第一定律，但違反熱力學(xué)第二定律。（B）不違反熱力學(xué)第二定律，但違反熱力學(xué)第一定律。（C）不違反熱力學(xué)第二定律，也不違反熱力學(xué)第一定律。（D）違反熱力學(xué)第二定律，也違反熱力學(xué)第一定律。[C]6、溫度為T時(shí)，在方均根速度為＋30m/s的速度區(qū)間內(nèi)，H2和O2兩種氣體分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比相比較，則有：[C]O2H2vf(v)7、理想氣體絕熱地向真空自由膨脹，體積增大為原來(lái)的兩倍，則始、末兩態(tài)的溫度Ｔ１與Ｔ２和始、末兩態(tài)氣體分子的平均自由程

1、

2的關(guān)系為（Ｂ）8、在一密閉容器中，有Ａ、Ｂ、Ｃ三種理想氣體，處于平衡狀態(tài)。Ａ種氣體的分子數(shù)密度為n1,它產(chǎn)生的壓強(qiáng)為Ｐ１，Ｂ種氣體的分子數(shù)密度為２n１,Ｃ種氣體的分子數(shù)密度為３n1,則混合氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)為（Ａ）３P1(B)4P1,(C)5P1,(D)6P1答案：（Ｄ）9、一定的理想氣體的內(nèi)能E隨體積V的變化關(guān)系為一條直線，則此直線表示的過(guò)程為什么過(guò)程？VE0（A）、等溫過(guò)程；（B）、等壓過(guò)程（C）、等容過(guò)程；（D）絕熱過(guò)程（10）、設(shè)有下列過(guò)程（1）用活塞緩慢地壓縮絕熱容器中的理想氣體。（設(shè)無(wú)摩擦）（2）用緩慢地旋轉(zhuǎn)的葉片使絕熱容器中的水溫上升。（3）冰溶解為水。（4）一個(gè)不受空氣阻力及其摩擦力作用的單擺的擺動(dòng)。其中是過(guò)逆過(guò)程的是：（A）（1）、（2）、（3）、（4）（B）（1）、（2）、（3）（C）（1）、（3）、（4）（D）（1）、（4）（D）（11）、關(guān)于熱功當(dāng)量功轉(zhuǎn)換和熱量傳遞過(guò)程，有下面一些說(shuō)法：（1）功完全可以變?yōu)闊崃?，而熱量不能完全變?yōu)楣?；?）一切熱機(jī)的效率都只能小于1；（3）熱量不能從低溫物體向高溫物體傳遞；（4）熱量從高溫物體向分低溫物體傳遞是不可逆的。以上敘述：（A）只有（2）、（4）正確（B）只有（2）、（3）、（4）正確（C）只有（1）、（3）、（4）正確（D）全部正確（A）1、氫氣的質(zhì)量為3.3

10-24g,如果每秒有1023個(gè)氫分子沿著與容器器壁的法線成45度角的方向以105m/s的速率撞擊的2.0cm2面積上（碰撞是完全彈性的),則此氫氣的壓強(qiáng)為多少？(2.33105Pa)2、某容器內(nèi)分子數(shù)密度為1020m-3,每個(gè)分子的質(zhì)量為3

10-27Kg,設(shè)其中1／6的分子數(shù)發(fā)速率V＝200m/s垂直地向容器的一壁運(yùn)動(dòng)，而其余5/6的分子或者離開(kāi)此壁，或者平行此壁運(yùn)動(dòng)，且分子與容器壁的碰撞為彈性的，則：（1）每個(gè)分子作用于器壁的沖量為多少？（2mV=1.2

10-24Kg.m/s)(2）每秒碰于此器壁單位面積上的分子數(shù)n0=?(1／6nV=3.3

1021個(gè))(3)作用于此器壁上的壓強(qiáng)為多少？1/3nmv2=4

10-3Pa二、填空題表示12vv的分子總數(shù)。速率處在間隔V1－V2之內(nèi)的分子平動(dòng)動(dòng)能之和(C)多次觀察某一分子的速率，發(fā)現(xiàn)其速率大于V0的幾率＝4、用分子總數(shù)N，氣體分子速率分布函數(shù)f(v)表示下列各量:（1）速率大于V0的分子數(shù)＝（2）速率大于V0的那些分子的平均速率＝5、當(dāng)氫氣和氦氣的壓強(qiáng)和體積以及溫度均相等時(shí)，它們的質(zhì)量之比為內(nèi)能之比為1：26、已知H2的最可幾速率（最概然速率）為2000m/s,則O2的最可幾速率是多少？（設(shè)兩種氣體溫度相同）7、一容器貯有某種理想氣體，其分子平均自由程為

0，當(dāng)氣體的熱力學(xué)溫度降到原來(lái)的一半，但體積不變，分子作用球半徑不變，則此時(shí)平均自由程為多少？(500m/s)

0（P＝nkTT/P不變)8、熵是的定量量度，若一定量的理想氣體經(jīng)歷一個(gè)等膨脹過(guò)程，它的熵將9、同一種的理想氣體的定壓摩爾熱容ＣＰ大于ＣＶ，其原因是：熱力學(xué)系統(tǒng)無(wú)序性增加

在等壓升溫過(guò)程中，氣體要膨脹而對(duì)外做功，所以要比氣體等容升溫過(guò)程中多吸收一部分能量10、熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)意義是自然進(jìn)行的過(guò)程是由熱力學(xué)概率小的宏觀狀態(tài)向熱力學(xué)概率大的宏觀狀態(tài)進(jìn)行的.11、熵增加原理的內(nèi)容是在一個(gè)孤立系統(tǒng)或絕熱系統(tǒng)中，其熵永不減少，對(duì)于可逆過(guò)程，熵不變，不可逆系統(tǒng)，熵增加。12、在熱力學(xué)中，作功和傳遞熱量有著本質(zhì)區(qū)別，作功是通過(guò)傳遞熱量是通過(guò)13、某種氣體，（視為理想氣體）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度

=0.0894kg/m3,則該氣體的定壓摩爾熱容CP＝定容摩爾熱容CV分子之間的相互作用物體作宏觀位移(機(jī)械功)是氫氣14、如圖為一絕熱容器，兩邊分別裝有質(zhì)量相等，溫度相同的H2和O2，開(kāi)始時(shí)絕熱板固定，然后釋放之，（不計(jì)摩擦)，在達(dá)到新的平衡位置后，若比較兩邊溫度，則結(jié)果是：（A）H2比O2溫度高；（B）O2比H2溫度高；（C）H2與O2溫度一樣高。]H2,VO2,V15、準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)程的關(guān)系可逆過(guò)程一定是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程；而準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程不一定是可逆過(guò)程；如果不計(jì)摩擦，則準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程就是可逆。另外非平衡過(guò)程一定是不可逆過(guò)程。16、熱學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表達(dá)和克勞修斯表達(dá)是等價(jià)的，表明在自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的實(shí)際宏觀過(guò)程都是不可逆的。開(kāi)爾文表述指出了的過(guò)程是不可逆的，克勞修斯表達(dá)指出了的過(guò)程是不可逆的。

功變熱熱傳導(dǎo)[B17、能量按自由度均分的原理的內(nèi)容是：18、在Ｐ－Ｖ圖上（１）系統(tǒng)的某一準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程用（２）系統(tǒng)的某一平衡態(tài)用：（３）系統(tǒng)的某一循環(huán)過(guò)程用：在平衡態(tài)下，氣體分子每一個(gè)可能的自由度的平均動(dòng)能都等于一條曲線表示；一個(gè)點(diǎn)表示；一條封閉曲線表示氣體真空閥門19、理想氣體絕熱自由膨脹打開(kāi)閥門后，問(wèn)：

1）氣體吸熱？

2）氣體溫度？

3）氣體內(nèi)能？

4）氣體做功？例：如圖一絕熱容器中的活塞在一外力F作用緩緩被壓縮，由原來(lái)的V0變到V0／2，求外力作的功是多少？V0

T0V0／2

解：設(shè)左右兩室末態(tài)的溫度分別為T1和T2，其內(nèi)能增加為

E1和E2，因容器是絕熱的，故外力作的功應(yīng)等于容器內(nèi)能的增加：

20、證明邁耶公式ＣP=CV+R證明:絕熱過(guò)程理想氣體對(duì)外做的功可以表示為例：設(shè)以N2氣（剛性理想氣體）為工作物質(zhì)進(jìn)行卡諾循環(huán)，在絕熱過(guò)程中，氣體體積增大到原來(lái)的2倍，求循環(huán)效率。例：、證明題：在下列理想各種過(guò)程中，哪些過(guò)程可能發(fā)生，哪些過(guò)程不可能發(fā)生，為什么？（1）等容加熱時(shí)，內(nèi)能減少，同時(shí)壓強(qiáng)升高；（2）等溫壓縮時(shí)，壓強(qiáng)升高，同時(shí)吸熱；（3）等壓壓縮時(shí)，內(nèi)能增加，同時(shí)吸熱；（4）絕熱壓縮時(shí)，壓強(qiáng)升高，同時(shí)內(nèi)能增加。例：如圖所示，Ｃ是固定的絕熱壁，Ｄ是可活動(dòng)的，Ｃ、Ｄ將容器分成兩部分，開(kāi)始時(shí)，Ａ、Ｂ兩室中各裝入同種類的理想氣體，它們的溫度Ｔ、體積Ｖ、壓強(qiáng)P均相同，并與大氣壓強(qiáng)相平衡。現(xiàn)對(duì)Ａ、Ｂ兩部分氣體緩緩地加熱，當(dāng)對(duì)Ａ和Ｂ給予相等的熱量Ｑ以后，Ａ室中氣體的溫度升高度數(shù)與Ｂ室中氣體的溫度升高度數(shù)之比為7:5.(1)求該氣體的定容摩爾熱容ＣＶ和定壓摩爾熱容ＣＰ

（２）Ｂ室中氣體吸收的熱量有百分之幾用于對(duì)外做功。ＡＢＣＤ解（1）ＡＢＣＤ解（1）又(2)、Ｂ室氣體作功為Ｂ室氣體吸收熱量轉(zhuǎn)化為功的成百分比為例：一定量的理想氣體，其狀態(tài)在Ｖ-T圖上沿著一條直線從平衡態(tài)a變到平衡態(tài)b（如圖)（Ａ）、這是一個(gè)吸熱降壓過(guò)程；（Ｂ）、這是一個(gè)吸熱升壓的過(guò)程（Ｃ）、這是一個(gè)放熱降壓的過(guò)程；（Ｄ）這是一個(gè)絕熱降壓過(guò)程V1V2VabT1T2T答案：（Ａ）例：、某理想氣體在Ｐ－Ｖ圖上等溫線與絕熱線相交于Ａ點(diǎn)，如圖，已知Ａ點(diǎn)的壓強(qiáng)Ｐ１＝２

１０５Ｐa,體積Ｖ１＝0.5

10-3m3,而且Ａ點(diǎn)處等溫線斜率與絕熱線斜率之比為0.714,現(xiàn)使氣體從Ａ點(diǎn)絕熱膨脹至Ｂ點(diǎn)，其體積體積Ｖ２＝１

10-3m3,求：（１）Ｂ點(diǎn)處的壓強(qiáng)；（２）在此過(guò)程中氣體對(duì)外做的功。ＡＢＶ１Ｖ２ＶＰ０Ｐ１解：等溫過(guò)程：ＡＢＶ１Ｖ２ＶＰ０Ｐ１由題意可知：（２）、例：一卡諾（可逆的）熱機(jī)，其低溫?zé)嵩礈囟葹椋?=300K,高溫?zé)嵩礈囟葹椋?＝4０0K,每一循環(huán)對(duì)外作凈功8000J.現(xiàn)維持低溫?zé)嵩吹臏囟炔蛔?，提高高溫?zé)嵩吹臏囟?，使其每次循環(huán)對(duì)外作凈功10000J.若兩個(gè)卡諾（可逆的）熱機(jī)都工作在相同的兩條絕熱線之間，試求：（１）第二個(gè)循環(huán)熱機(jī)的效率；（２）第二個(gè)循環(huán)熱機(jī)的高溫?zé)嵩礈囟?；P0300K4０0K解：P0300K4０0K解：例題：一定的H2經(jīng)歷圖示的循環(huán)，其中ab為等溫線，bc為等體線,ca為絕熱線，試求效率為多少？Va2VaVPabcQTQV例題：一定量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的循環(huán)過(guò)程，已知Tc=300K,TB=400K,求循環(huán)效率。ABCD絕熱絕熱VP解：ABCD絕熱絕熱VP熱力學(xué)第二定律的克勞修斯表述：熱量不能自動(dòng)地

由低溫物體傳向高溫物體。熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述：其唯一效果

是熱全部變成