大学物理单元测验 (热学部分)

大学物理单元测试

一、 选择题：

【 】1、如图所示的长方形容器，用一隔板AB分成两个体积相等的部分，一边是CO2气体，另一边是H2气体，而且两边气体的质量相等。若隔板与器壁无摩擦，那么隔板将 （A） 不会移动 （B） 向右移动 （C） 向左移动 （D） 无法判断

【 】2、一物质系统从外界吸收一定的热量，则 （Ａ） 系统的内能一定增加； （Ｂ） 系统的内能一定减少 （Ｃ） 系统的内能一定保持不变

（Ｄ） 系统的内能可能增加，也可能减或保持不变。

【 】3、若室内生起炉子后温度从15℃升高到27℃，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了

（A） 0.5% （B） 4% （C） 9% （D） 21%

【 】4、已知在温度T1时，某理想气体分子的方均根速率等于温度T2时的平均速率， 则T2∶T1等于

（A） 3?8 （B） 8?3

（C） ?4 （D） 4?

【 】5、质量为1摩尔的两种气体He和O2，在温度相同时

（A） 它们的方均根速度相同 （B） 它们的内能相同

（C） 两种气体分子的平均平动动能相同 （D） 两种气体分子的平均动能相同

【 】6、一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，另一半是理想气体。若把隔板抽出，气体将进行自由膨胀，然后达到新的平衡态，在此过程中，系统温度和熵的变化为 （A）温度不变，熵增加； （B）温度升高，熵增加； （C）温度降低，熵增加； （D）温度不变，熵不变。

【 】7、一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均碰撞次数Z和平均自由程?的变化情况是

（A） Z减小，但?不变 （B） Z不变，但?减小 （C） Z和?都减小 （D） Z和?都不变。

【 】8、在密闭容器中有0.5mol的氧气，温度为T，现将其温度升高一倍，重新达到平衡状态，

则其内能增量为： ( ) (A)

352RT; (B)

2RT; (C)

54kT; (D)

54RT

【 】9、设有以下一些过程：

（1） 两种不同气体在等温下互相混合。 （2） 理想气体在定容下降温。 （3） 理想气体在等温下压缩。 （4） 理想气体绝热自由膨胀。

在这些过程中，使系统的熵增加的过程是： （A） （1）、（2） （B） （2）、（3） （C） （3）、（4） （D） （1）、（4）

【 】10、如图所示，某理想气体的准静态过程曲线1→2，在P-V图中介于等温线与绝热线之间，则此过程：( )

(A) 吸热 (B) 放热 (C) 不吸热也不放热 (D) 无法确定

二、 填空题：

1、封闭容器内贮有氢气，其压强为１atm ，温度为27 oC，则该容器内的分子数密度为_____________，氢分子的平均平动动能为___________。

2、卡诺机在一循环中从高温热源（147 oC）吸取12 J的热量，对外作4J功，则向低温热源放出的热量为________，低温热源的温度为_________。

3、用总分子数Ｎ、气体分子速率?和速率分布函数f???，表示下列各量： (1) 速率大于?0的分子数＝ ； (2) 速率大于?0的那些分子的平均速率＝ ；

(3) 多次观察某一分子的速率，发现其速率大于?0的几率＝ 。

4、分子的平均动能公式??i2kT（i是分子的自由度）的适用条件是

____________________________________________________________________。室温下1mol双原子分子理想气体的压强为P，体积为V，则此气体分子的平均动能为______________________________。

5、在容积为V的容器内，同时盛有质量为M1和质量为M2的两种单原子分子的理想气体，已知

此混合气体处于平衡状态时它们的内能相等，且均为E，则混合气体压强P=_______________________；两种分子的平均速率之比v1v2=_________________。

6、如图所示，AB、CD是绝热过程，DEA是等温过程，BEC是任意过程，组成一循环过程。若图中ECD所包围的面积为70J，EAB所包围的面积为30J，DEA过程中系统放热100J，则 （1） 整个循环过程（ABCDEA）系统对外作功为__________________。 （2） BEC过程中系统从外界吸热为_________________。

7、一定量的理想气体，从某状态出发，如果经等压、等温或绝热过程膨胀相同的体积，则在这三个过程中，作功最多的是_______过程，气体内能增加的是______过程，吸热最少的是______过程。

8、某种气体（视为理想气体）在标准状态下的密度为

??0.0894Kg/m3

，则在常温下该气体的定压摩尔热容Cp=_________________，定容摩尔热容CV=_________________。（摩尔气体常量R=8.31J?mol?1?K?1）

9、试在附图的虚线框内画出致冷机的工作原理图，图中，T1是高温热源，T2是低温热源。

10、在冬天一座房子散热的速率为2?108J/h。设室内温度是20℃，室外温度是—20℃，这一散热过程产生熵的速率（J/(K?s)是____________________________________。

三、 计算题：

1、一定量的某种理想气体，开始时处于压强、体积、温度分别为P50?1.2?10Pa，

V30?8.31?10?3m，T0?300K的初态，后经过一等容过程，温度升高到T1?450K，再经过

一等温过程，压强降到P?P0的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容与等容摩尔热容之比

CPCV?53，求：

（1） 该理想气体的等压摩尔热容CP和等容摩尔热容CV；

（2） 气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。

2、某人设想一台可逆卡诺热机，循环一次可以从400K的高温热源吸热1800J，向300K的低温热源放热800J，同时对外做功1000J，试分析这一设想是否合理？为什么？

3、理想气体为工作物质，进行一循环过程，如图所示： 从初态1经等体加热到状态2 ，由状态2经绝热膨胀到状态3 ，由状态3经等压压缩返回到初态。

(1)、设气体的比热比为?，计算绝热过程中的功； (2)、试证明循环效率为 ??1??1?(V3/V1)1?(P2/P

3)

4、0.02Kg的氦气（视为理想气体），温度由17℃升为27℃，若在升温过程中，（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。

5、如图，在密闭抽空气缸的顶端悬挂一平衡位置恰在底部，劲度系数为k的弹簧。弹簧下端吊着一个不计质量且无摩擦的滑动活塞。今在活塞下面的空间引入一定量摩尔热容量为Cv的理想气体，使活塞上升到高度h1。若使气体吸热?Q而从温度T1上升到T2，问活塞所在高度h2等于多少？

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