热学试题库完整文档格式.docx
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C、等压膨胀过程D、绝热膨胀过程
二、填空题(28%)
1、理想气体温标的定义:
①______________________(V不变);
②_______________________(P不变)。
(4分)
2、麦克斯韦速率分布函数为________________________________。
(2分)
3、理想气体Cp>
的原因是
______________________________________________。
4、晶体中四种典型的化学键是:
_______________、________________、
___________________、___________________。
5、在T—S图中画出可逆卡诺循环,
由线所围面积的物理意义是
________________________________________________________。
6、体积为V的容器,装有分子质量为m1和m2两中单原子气体,此混合理想气体处于平衡状态时,两种气体的能都等于u,则两种分子的平均速率之比V1:
V2=_____________;
混合气体的压强等于_________。
(4分)
7、准静态过程:
___________________________________________。
循环过程:
______________________________________________。
8、试说明下列各含量的物理意义:
①
dυ:
____________
____________________________________________________________
②f(υ)dυ:
_____________________________________________。
(4分)三、计算题(48%)
1、证明理想气体定压摩尔热容量等于定容摩尔热容量与R之和。
(10分)
2、处在空气中的肥皂泡,其半径为r,泡外的压强为P0,求泡的压强P,若肥皂泡的半径从r等温地增大到R,外界对肥皂泡需要作多少功?
(10分)(肥皂泡的表面长力系数为
)
3、64克氧气,当温度为27℃,体积为60升时。
①经过等温膨胀,体积增至90升;
②先经过等压膨胀,再经过等容过程达到与①同样的终态。
试求系统在①、②两种过程所吸收的热量Q,对外所作的功A,以及能的变化△u各是多少?
4、一隔板把容器分成相等的两部分,一边盛有质量为m1,摩尔质量为μ1的理想气体,另一边为真空。
当抽掉隔板后,则气体就自由膨胀而充满整个容器,试求系统的熵变。
(8分)
5、燃气涡轮机工质进行如图所示的循环过程,其中1—2,3—4为绝热过程:
2—3,4—1为等压过程。
试证明这循环的效率η为
η=1
又可写为η=
其中
,
是绝热压缩过程的升压比,设工作物质为理想气体,Cp为常数。
物理学本科《热学》期终试卷
(二)
6
12
一、选择题(24%,每题4分)
1、两种不同的化学组份的混合理想气体,其状态方程为()
A、
B、
C、
D、
2、关于理想气体的能,下面说确的是()
A、对应于某一状态,能只具有一个数值
B、当理想气体状态改变时,能一定改变
C、mol数相同的各种理想气体,只要温度相同,其能都一样
D、理想气体能的改变总是等于
E、某给定理想气体,处在一定状态,就具有一定能
3、如果只用绝热方法使系统初态变到终态,则()
A、对于联结这两态的不同绝热过程,所作的功不同
B、对于联结这两态的所有绝热过程,所作的功都相同
C、由于没有热量交换,所以不作功
D、系统总能不变
E、系统能将随不同路径而变化
4、一定质量的理想气体,如果吸热相同,则在等值过程中,作功量多的是()
A、等容过程B、等压过程C、等温过程
5、1mol理想,从同一状态出发,通过下列三种过程后,体积都从V1增大到V2,则系统能增加最大的过程为()
A、绝热过程B、等压过程C、等温过程
6、体积随温度降低而增大的物质,其熔点()
A、随外加压强增大而降低B、随外加压强增大而升高
C、不随外加压强变化而改变
D、可能随外加压强增大而升高,也可能降低,视其化学成份而定
二、填空题(28%)
1、能量均分定理为________________________________________。
2、热力学第二定律的开尔文表述__________________________________,热力学第二定律的克劳修斯表述为________________________________
3、设一理想气体,用符号+、-、0分别表示P,V,T的增加、减少和不变。
A为+表示外界对系统作正功,Q为+表示系统吸收热量,△u为+表示系统能增加,试填下表:
(共8分,错2格扣1分)
改变量
过程
△T
△V
△P
A
△U
Q
等压
等温
等容
绝热
4、玻尔兹曼分子按能量分布律为____________________________。
5、克拉伯龙方程是______________________________________。
6、氮分子的有效值径为3.8×
10-10m,则其在标准状态下的平均自由程为________________和碰撞频率为______________________。
7、晶体的宏观特性有____________________、__________________、
__________________________________________。
(3分)
8、热力学第一定律表述为______________________________________
其数学表达式为________________________________________。
三、计算题(48%)
1、证明两绝热线不能相交。
(6分)
2、在半径r=0.3mm的毛细管中注水,
一部分在管的下端形成水滴,其形状
可以视作半径R=3mm球的一部分,
如图所示,已知水的表面力系数
α=7.3×
10-2N/m,上端液体与毛细
管的接触角为0度,试求管中水柱的高度h。
3、取mol数为δ的某种理想气体,
用如下两种方式由态A过渡到态
C,如图所示,试按以下过程计算
熵的变化SC—SA:
①由A经等温过
程到达C;
②由A经等容过程到达
B,再经等压过程到达C。
4、有N个粒子,其速率分布函数为f(V)=
①作速率分布函数曲线;
②由V0求常数C;
③速率处在V1(<
V0)附近单位速率间隔的粒子数;
④速率处在V1~V2(<
V0)间隔的粒子数;
⑤粒子的平均速率。
5、试证明工作在高温热源T1与低温热源T2之间的可逆卡诺热机的效率为
(12分)
物理学本科《热学》期终试卷(三)
21
29
一、选择题(21%,每小题3分)
1、物质在三相点时,其汽化曲线的斜率升华曲线的斜率。
()
A、大于B、小于C、等于
2、一瓶氧气,在高速运输的过程中突然被迫停止下来,则瓶氧气的()
A、压强和温度均保持不变B、压强变,温度不变
C、压强不变,温度变D、压强和温度均要变
3、一个不受外界影响的“孤立系统”,其部发生的过程,总是()
A、由几率大的状态向几率小的状态进行
B、由几率小的状态向几率大的状态进行
C、处于平衡态
4、一定质量的气体在压强保持不变的情况下,温度由50℃升到100℃时,其体积将改变百分之几?
A、15.5B、13.4C、50
5、两容器分别贮有氢气和氧气,如果压强、体积和温度都相同,则它们的分子的速率分布是否相同?
A、相同B、不相同C、不能确定
6、一个水分子H2O,如果在刚性情况下,则它的自由度数为()
A、2B、3C、5D、6
7、冰溶解后,体积要()
A、增大B、缩小C、不变
二、填空题(29%)
1、系统发生热传递的必要条件是__________________,国际单位制中基本的热学物理量是_________,它的单位名称是_____________,国际代号为_________。
2、测得某种理想气体的比热容γ为1.4,其定容摩尔热容量Cv为_____________,定压摩尔热容量CP为____________。
3、如图所示,判断过程中各物理量的正、负符号,并填入下表,规定系统对外作功A取正,系统吸热Q取正号,能增加△U为正号,其a→b为绝热过程。
过程
a→b
b→c
c→a
循环abca
4、晶体的宏观特性有__________________、_____________________、
________________________________。
5、氮分子的有效直径为3.8×
10-10m,则其在标准状态下的平均自由程为_________________和碰撞频率为______________________。
6、冰熔解为水,其比容变_____________,所以,冰的熔点随外界压力增大而__________。
7、蒸发与沸腾都是______________现象,两者相比,蒸发的特点是在____________________________________________________。
8、克拉伯龙方程为_______________________,它可以反映相变过程的临界曲线的斜率。
9、一容器贮有氧气,其压强P=1.0atm,温度t=27℃,则其单位体积的分子数为________________;
氧分子的质量_______________;
最可几率为_______;
方均根速率为_________。
10、气体从非平衡态到平衡态的过程,叫输运过程,常见的有____________、
_____________________、____________________、___________________三种过程。
11、麦克斯韦速率分布律为________________________________。
12、热力学第一定律表述为_________________________________________
________________________________________________。
三、计算题(50%)
1、用分子运动论观点结合统计概念推导理想气体压强公式P=
,n为单位体积的分子数,
为分子平均平动动能。
(12分)
2、如图所示,两个截面积相同的的连通管,
一为开管,一为闭管,原来两管的水
银面等高,今打开活塞使水银漏掉一些,
因此开管水银下降了h,问闭管水银面下降了多少?
设原来闭管水银面上空气柱的高度
和大气压强
已知。
3、0.32kg氧气作如图所示的abcda循环,设V2=2V1,求循环效率。
设C=
,ab、cd为等温过程,bc、da为等容过程。
4、如图半径r=0.40mm的毛细管中注水,一部分水在管的下端形成一水滴,其形状可以认为是半径为R=4mm的球的一部分,求管中水柱的高度h,水的表面力系数α=7.3×
10-2N/m。
5、质量为8.0克的氧气(分子为刚性模型),在由温度t
=80℃,体积V1=10升,变成温度V2=300℃,体积V2=40升的过程中熵变为多少?
物理学本科《热学》期终试卷(四)
一、选择题(21%,每小题3分)
1、在夏天,池塘、湖和海水等处水的温度,总是比周围空气的温度()
A、高B、低C、一样
2、由P,V,T描写的理想气体,在等容、等压、等温的过程中能独立改变的状态参量数目是()
A、1个B、2个C、3个
3、两个相同的容器都装有氧气,以一玻动管相通,管中用一水银滴作活塞,当左边容器的温度为0℃而右边为20℃
时,水银滴刚好在玻动管的中央而维持
平衡,如果左边升到10℃,而右边升到
30℃,则水银滴将作怎样移动()
A、向左B、向右C、不动
4、质量为14克的氮气,当压强为1atm,体积为8310cm3时,其分子的平均平动动能是()
A、4.14×
10-21(J)B、1.38×
10-21(J)C、4.86×
10-21(J)
5、一摩尔理想气体从同一状态出发,通过下列三个过程,温度从T1降至T2,则系统放热最大的过程为()
6、理想气体在等容过程中,其分子平均自由程与温度关系为()
A、成正比B、成反比C、无关
7、一个CO2分子,如果在刚性情况下,则它的自由度数为()
A、6B、5C、4D、3
1、热学是物理学的一个重要部分,是研究______________的理论。
2、一支刻度均匀的温度计,在水的冰点示数为5°
,沸点时示数为95°
,用它测量40℃的物体,所得示数是________。
3、物体的温度恒定,用华氏温度计测得为167.00°
F,用摄氏温度测得的数值应当为____________℃,折算成理想气体温度计的温度为________K。
4、能量均分定理为_________________________________________。
5、由分子运动论得到理想气体压强公式:
___________,气体压强的微观本质是_________________________________________________。
6、f(v)为麦克斯韦速率分布函数,N为系统的分子总数。
则Nf(v)dv的物理意义是___________________________________________________;
的物理意义是____________________________。
7、若取氧气分子的有效直径d=3.5×
10-10米,则氧气分子在标准状态下的平均自由程为_____________和碰撞频率为_________________。
8、晶体中四种典型的化学键是____________、______________、________________、_______________。
9、液晶的特点是______________________、________________________、_____________________________。
10、一级相变的普遍特征是_______________和______________________,
物质相变时的温度与______________相对应。
11、液体表面力系数的大小,主要由______________决定,还与相邻物质种类有关;
并随液体的______________而减少;
还与液体所含杂质有关。
使液体表面力系数减少的物质称为______________。
12、热力学第二定律的开尔文表述是_________________________________
____________________________。
克修斯表述是___________________
__________________________________________。
1、N个假想的气体分子,其速率分布如图所示(当
V>
2V0时,粒子数为零)
①由N和V0求a;
②求速率在1.5V0到2.0V0之间的分子数;
③求分子的平均速率。
2、一端封闭的玻璃毛细管,径d为2.0×
10-5m,管长l为20cm,竖直将开口端插入水中,问插入水一段长度为多少时,恰好管外水面在同一水平面上。
已知大气压强P0=1.013×
105Pa,水的α=73×
10-3Nm-1,接触角θ=0。
(10分)
3、理想气体经历了如图所示的循环过程,
,试求:
①等温过程bc的功Abc;
②a、b两态的能变化;
③循环过程的净功A;
④循环效率η。
4、10千克20℃的水在等压条件下变为250℃的过热蒸汽,已知水的定压比热为4187J/kg.K,蒸汽的定压比热为1670J/kg.K,水的汽化热为22.5×
105J/kg,试计算熵的增加量.(10分)
5、一气缸贮有理想气体,气体的压强,摩尔体积和温度分别为P0,V0和T0,现将气缸加热,使气体的压强和体积同时增大,设在这过程中,气体的压强和摩尔体积V满足下列关系式:
P=KV,其中K为常数.
①求常数K,将结果用P0,T0和R表示;
②设T0=200K,当摩尔体积增大到2V0时,气体的温度是多高?
物理学本科《热学》期终试卷(五)
30
一、选择题(24%,每小题3分)
1、设
、
为两种不同理想气体的分子质量,
分别为它们的方均根速率,则在气体温度相等的情况下,下列那个关系式是正确的()
A、
=
C、
2、理想气体在等容过程中,其分子平均自由程与温度关系为()
3、某理想气体状态变化时,能随压强的变化关系如图中的直线AB所示,则A到B的变化过程一定是()
A、等压过程B、等容过程
C、等温过程D、绝热过程
4、下列说法中正确是()
A、物体的温度越高,则热量越多
B、物体在一定状态时,具有一定的热量
C、物体的温度愈高,则其能越大
D、物体的能愈大,则具有的热量越多
5、由理想气体的状态方程可知,对一定量理想气体的等容过程,下列适用的方程是()
A、pdv+vdp=0B、
C、pdv=
D、vdp=
6、若高温热源的温度为低温热源度的m倍,以理想气体为工质的卡诺热机工作于上述高、低温热源之间,则从高温热源吸收的热量与向低温热源放出的热量之比为()
C、mD、m-1
7、设a为气体分子的方均根速率,ρ为气体的质量密度,则按气体动理论,理想气体的压强P为()
A、P=
8、一容积不变的容器充有一定量的某种理想气体,其分子的平均速率为v,若将该理想气体分子的平均速率提高到原来的两倍,则()
A、温度提高到原来的两倍,压强提高到原来的四倍
B、温度提高到原来的两倍,压强提高到原来的两倍
C、温度提高到原来的两倍,压强提高到原来的两倍
D、温度提高到原来的四倍,压强提高到原来的四倍
二、填空题(30%)
1、写出下列各量的物理意义:
表示_______________________
_____________________________________________________________;
表示__________________________________________。
2、容积为4升的容器中盛有1.03×
1023个的氢分子,如果气体的压强为1atm,则氢分子的方均根速率为_________________;
氢气的温度为___________。
3、计算空气分子在标准状态下的平均自由程为____________和碰撞频率为___________。
(已知分子的有效直径d=3.5×
10-10m,空气的平均分子量为29)。
4、晶体的宏观特性有____________、____________、___________。
5、晶体中常见的四种典型的结合力分别为_____________、_____________、______________、_______________。
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