大物作业纸1213章分解Word文档格式.docx
《大物作业纸1213章分解Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大物作业纸1213章分解Word文档格式.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
三、计算题
2325
1•质量为2.010kg氢气装在4.010m容器中，当容器中的压强为3.9010Pa
时，氢气分子的平均平动动能为多大？
解：
由pv二mrt可得t表达式，代入分子平均平动动能关系式可得
22mR
_22
=3.8910J
2.温度为0C和100C时，理想气体分子平均平动动能各为多少？
欲使分子平均平动动能等于1eV，气体温度需多高？
_3
由"
ktkT可得，温度为0C和100C时，
理想气体分子平均平动动能各为5.6^10^21J，7.72汉10；
欲使分子平均平动动能等于1eV，
2忑
气体温度为T乜=7.73103K
3k
第十二章气体动理论
（2）
1•能量均分定理为：
气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均能量都相等，均
1为：
丄kT。
2•单原子分子的自由度为3，刚性双原子分子的自由度为5，刚性多原子分子
自由度为6。
3.1mol理想气体的内能为-RT。
4.
最概然速率、平均速率、方均根速率的表达式分别为
5.三个容器内分别装有1mol氢气，1mol氦气，1mol氨气，若它们的温度都升高1K，
则三种气体的内能的增加值分别为20.775J，12.465J，24.93J。
1.已知n为分子数密度，f（v）为麦克斯韦速率分布函数，则nf（v）dv表示（B）
（A）速率v附近，dv区间内的分子数
（B）单位体积内，速率在v~vdv区间内分子数
（C）速率v附近，dv区间内的分子数占总分字数的比率
（D）单位时间内碰到单位器壁上，速率在v~vdv区间内的分子数
2.一定量气体，体积不变而温度升高时，分子碰撞频率和平均自由程变化为（A）
（A）碰撞频率增大，平均自由程不变
（B）碰撞频率不变，平均自由程增大
（C）碰撞频率增大，平均自由程减小
（D）碰撞频率减小，平均自由程不变
3.两容器内分别盛有两种不同的双原子理想气体，若它们的压强和体积相同，则两气
（A）内能一定相同
（B）内能不等，因为它们的温度可能不同
（C）内能不等，因为它们的质量可能不同
（D）内能不等，因为它们的分子数可能不同
1.在容积为2.010”m3的容器中，有内能为6.75102J的刚性双原子分子的理想气
22
体。
求
（1）气体的压强；
（2）若容器中分子总数为5.410个，求分子平均平动动能及气体的温度。
mim2E5
（1）由pV=RT，E=RT可得，p1.35105Pa
M2MiV
pV_321
（2）T362K,〔戏kT=7.4910J
Nk2
2•容器内储有1mol的某种气体，今从外界输入2.09102J的热量，测得其温度升高
10K，求该气体分子的自由度。
由E二丄RT得，i5
2RAT
第十二章气体动理论（自测题）
1•两种不同种类的理想气体，其分子的平均平动动能相等，但分子数密度不同，则它
们的温度相同，压强不同。
如果它们的温度、压强相同，但体积不同，则它
们的分子数密度相同，单位体积的气体质量不同，单位体积的分子平动动能
相同。
（填相同”或不相同”）。
2•若某种理想气体分子的方均根速率v2"
2=450ms，气体压强为p=7104Pa，则该
气体的密度为J二1.04kgm"
。
3.已知一容器内的理想气体在温度为273K、压强为1.010‘atm时，其密度为
2331
1.2410kgm，则该气体的摩尔质量Mm。
—2810kgmol;
容器单位体积内
分子的总平动动能=1.5103J。
（普适气体常量R=8.31J-mol」K」）
1.根据气体动理论，单原子理想气体的温度正比于（D）
（A）气体的体积（B）气体分子的平均转动能量
（C）气体分子的平均动量（D）气体分子的平均平动动能
2.如果在一固定容器内，理想气体分子速率都提高为原来的二倍，则（D）
（A）温度和压强都升高为原来的二倍
（B）温度升高为原来的二倍，压强升高为原来的四倍
（C）温度升高为原来的四倍，压强升高为原来的二倍
（D）温度和压强都升高为原来的四倍
3.一容器内装有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）
（A）（N1N2）（3kT-kT）
135
（B）（N1N2）（kTkT）
222
3553
（C）N1-kTN2-kT（D）2—kT^一kT
1.一密封房间的体积为533m3，室温为20C，室内空气分子热运动的平均平动
动能的总和是多少？
如果气体的温度升高1.0K,而体积不变，则气体的内能变化多少？
气体分子的方均根速率增加多少？
已知空气的密度P=1.29kg-m3，摩尔质量
Mmol=2910Jkgmol-，且空气分子可认为是刚性双原子分子。
PV
（1）密封房间内空气分子个数：
N二NA
M
单个空气分子的平均平动动能：
Ikt=3kT
kt2
分子的平均平动动能的总和：
（2）气体的内能：
E=乂RT
154
温度升高1.0K，气体的内能增量■ERTR=4.1610J
（3）气体的方均根速率：
\V2=1.7RT=0.856m/s
2.水蒸气分解为温度为
1
T的氢气和氧气，既H2O—；
H2O2；
也就是1mol的水蒸
气可分解为同温度的
1mol的氢气和—mol氧气，当不计振动自由度时，求此过程
中内能的增量。
156
由E=vRT可得，：
E=（10.5）RT-RT二0.75RT
第十三章热力学基础
（1）
一、填空题
1•当一热力学系统的状态随时间改变时，系统就经历了一个热力学过程。
由于中间状态
的不同，热力学过程分为：
非静态过程和准静态过程。
2•准静态过程的特点：
每个中间态都近似看作平衡态。
3.内能是状态量，热量与功是过程量。
4•热力学第一定律的数学表达式：
Q=WEo其物理意义是：
系统从外界吸收的
热量，一部分用于对外作功，另一部分用来增加系统的内能。
5.摩尔等体热容的理论值：
Cv-R;
摩尔等压热容的理论值：
Cp二―iR。
22
二、选择题
1.气体的定压热容量大于同种气体的定体热容量，这是由于在定压膨胀过程中（B）
（A）气体的膨胀系数不同（B）气体膨胀对外做功
（C）分子引力增大（D）分子体积膨胀
2.把一容器用隔板分成相等的两部分，左边装CO—，右边装H—,两边气体质量相同，温度
相同如果隔板与器壁无摩擦，则隔板应（B）
（A）向右移动（B）向左移动
（C）不动（D）无法判断是否移动
3.
v为气体摩尔数）计算理想气体内能增
用公式"
E=vC・汀（式中Cv为定容摩尔热容量,量时，此式（D）
（A）只适用于准静态的等容过程
（B）只适用于一切等容过程
（C）只适用于一切准静态过程
（D）适用于一切始末态为平衡态的过程
1•一定量的空气，吸收了1.71103J的热量，并保持在1.0105Pa下膨胀，体积从
2323
1.010m3增加到1.510m3，问空气对外作了多少功？
它的内能改变了多少？
该气体等压膨胀作的功为：
w二p（V2-V1）=5.0102J
其内能的改变为：
AE二Q-W=1.2110J
2•一压强为1.0105Pa，体积为1.010，m3的氧气自0C加热到100C，问：
（1）
当压强不变时，需要多少热量？
当体积不变时，需要多少热量？
（2）在等压或等体
过程中各作了多少功？
解:
物质的量二pM=4.4110°
mol
RT
（1）Qp=£
卩口仃2-TJ=128.1J
Qv=AE=¥
CV,m（T2-壬）=91.5J
Wp=Qp-：
E=36.1J
（2）
WV=0
第十三章热力学基础
（2）
过程
过程特点
过程方程
热一律
内能增量
功W
热量
摩尔热容
单
双
多
等体
dV=0
P
一=C
T
i
C—R
VM7
A
3R
等压
dP=0
V
-=c
Qp型+
P凶
占
P心V
\CP，m2J
H2
C»
R
P”=2~
7r
"
4R
等温
dT=0
PV=c
Q=W
yRTl
yRTln±
VvRTIn—
VvRTln^
绝热
dQ=0
pv◎vIT占2
P名—Cc3
Wa=_庠
杯/3
5
7
4
摩尔热容比寸i42
—2
1.对一定量的理想气体，下列所述过程中不可能发生的是（D）
（A）从外界吸热，但温度降低
（B）对外做功且同时吸热
（C）吸热且同时体积被压缩
（D）等温下的绝热膨胀
（E）
（图中阴影部分）分别为Si和S2,则
2•理想气体卡诺循环过程的两条绝热线下的面积大小二者的大小关系是（B）
（A）Si>
S2
（B）Si=S2
（C）Si<
S2
（D）无法确定
1.1mol的理想气体经历如图所示循环过程，AtB和D是等压过程，B宀C和D宀A
是绝热过程。
己知：
Tc=300K,Tb=400K，试求此循环的效率。
Pa=PbPc=Pd
DtA:
Pa"
V=pg
Tctdtc_Td
TbTaTb_Ta
TC_TdTc
=25%
=1一厘D^-^^-300
Tb-TaTb400
（式中的为摩尔热容比）
Td-Ta
热机的效率：
=—Q2=1
Q1TC—Tb
第十三章热力学基础（3）
1.热力学第二定律的开尔文表述：
不可能制造出这样一种循环工作的热机，它只使
单一热源冷却来做功，而不放出热量给其他物体。
不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而
2•热力学第二定律的克劳休斯表述:
不引起外界的变化。
1•关于热力学第二定律正确的表述是（A）
（A）自然界中的一切自发过程都是不可逆的
（B）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程
（C）热量可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温传到高温
（D）功可以全部转化为热量，但热量不能完全转化为功
2.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，有以下几种评论，正确的是（C）
（A）不违反热力学第一定律，但违反热力学第二定律
（B）不违反热力学第二定律，但违反热力学第一定律
（C）不违反热力学第一定律，也不违反热力学第二定律
（D）违反热力学第一定律，也违反热力学第二定律•
第十三章热力学基础（自测题）
1•氢气摩尔等体热容的理论值:
CR;
氦气摩尔等压热容的理论值:
2•热力学第一定律的物理意义：
系统从外界吸收的热量，一部分用于对外作功，另一
部分用来增加系统的内能
3.提高卡诺热机效率的方法：
提高高温热源温度、降低低温热源的温度。
O
5•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
至比50%。
.、选择题
1•在绝热容器中，气体分子向真空中自由膨胀，在这过程中（A）
（A）气体膨胀对外作功，系统内能减小（B）气体膨胀对外作功，系统内能不变
（C）系统不吸收热量，气体温度不变（D）系统不吸收热量，气体温度降低
2•氦、氮、水蒸汽（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（C）
（A）它们的温度升高相同，压强增加相同
（E）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
3•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
（E）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）—切自发过程都是不可逆的
4.刚性双原子分子气体的摩尔热容比为（
C）
（C）14
1.质量为0.02kg的氦气（视为理想气体）,温度由17C升为27C,若在升温过程中，当
（1）体积保持不变；
（2）压强保持不变；
（3）不与外界交换热量，试分别求出气体内能的改变、吸收的热量、外界对气体所作的功。
⑴V=常量，故W=0外界对气体所作的功W=-W=o
Q=■:
E=（M/Mmoi）Cv（T2—h）=623J
（2）p=常量W=p（V2-Vi）=（M/Mmoi）R（T2-Ti）=417J
外界对气体所作的功W=-W=-417J
.：
E=（M/Mmoi）Cv（T2-Ti）=623J
Q=W+E=1.0410J
（3）绝热Q=0.E=（M/Mmol）CV（T2-T1）=623J
W=-.：
E=-623J
外界对气体所作的功W=W=623J
2.一热机以1mol双原子分子气体为工作物质，循环曲线如图所示，其中AB为等温过
程，Ta=1111K,Tc=111K，求热机效率耳。
（1=2.3）
A>
B的等温过程（吸热）：
Qab=vRTaIn冷In10VA
Qbc=VCp,m仃a—Tc）=7R（Ta—Tc）
Qca=VCV,m（TA-Tc^2R（Ta-Tc）
Qbc
=1
Qab*Qca
=1-
3.51000
2.5100013001n10
=36%
13
升级会员 