综合练习3-热学

《大学物理》综合练习(三)

——气体动理论与热力学

班级学号： 姓 名： 日 期： 一、选择题(把正确答案的序号填入括号内)

1．若气体分子的速率分布曲线如图所示， 其中a、b两部分面积相等，则图中v0为 (A)最概然速率v0?vp； (B)平均速率v0?v； (C)方均根速率v0?v2；

(D)速率大于和小于v0的分子数各占一半。

f (v) a o v0 b v [ ]

2．一定质量的理想气体，从状态A(p,V)经过等容过程变到状态B(2p,V)，则两态的最概然速率之比vpB/vpA为

(A)2； (B)3； (C)1； (D)2/?。

[ ]

3．如图所示的两条曲线分别表示在相同温度下，氢气和氧气分子的速率分布曲线，则氧分子和氢分子最概然速率之比vpo2/vpH2为 (A)1/2； (B)1/4； (C)1/8； (D)1。

[ ]

4．容器中装有温度为273K、压强为1atm的氧气，假设容器的绝对温度加倍，因此分子被分离为原子，试问氧原子的方均根速率为氧分子的方均根速率的多少倍？ (A)2； (B)1； (C)1/2； (D)2。

[ ] 5．一容器内盛有一摩尔的氢气和一摩尔的氦气，其混合后的稳恒温度为127℃，则混合气体的算术平均速率为

f (v) o vp o2 vp H2

v 综合练习3-1

(A)4?5R?(2?1)； (B)2005R?(2?1)；

(C)20015R?； (D) 40010R。 3?[ ]

6．气体的温度升高时，麦克斯韦速率分布函数曲线的变化是 (A)曲线下的面积增大，最概然速率增大； (B)曲线下的面积不变，最概然速率增大； (C)曲线下的面积减小，最概然速率增大； (D)曲线下的面积不变，最概然速率减小。

[ ]

7．一容器装着一定量的某种气体，下述几种说法哪一种对? (A) 容器内各部分压强相等，这状态一定是平衡态； (B) 容器内各部分温度相等，这状态一定是平衡态；

(C) 容器内各部分压强相等，且各部分密度也相同，这状态一定是平衡态。

[ ]

8．图中表示在不同条件下理想气体的体积密度ρ随压强变化的五种曲线，试问哪个图准确地描述了等温条件下一定质量的气体的密度随压强的变化?

[ ]

? ? ? ? ? p

(A)

p

(B)

(C)

p

(D)

p

(E)

p

p9．理想气体作一循环过程acba，其中ba为等压过程，acb为半圆弧， pc?2pa。在此循 pc 环过程中，气体净吸热为： p c MCp(Tb?Ta)； (A)Q?Mmol

pa a b V

o 综合练习3-2

(B)Q?MCp(Tb?Ta)； MmolMCp(Tb?Ta)； Mmol(C)Q?(D)Q?0。

[ ]

10．一定量的理想气体，由平衡态A变化到平衡态B，如图所示，则无论经过什么过程，系统必然 (A)对外作正功；； (B)内能增加； (C)从外界吸热； (D)向外界放热。

11．一理想气体，经如图所示的各过程，则 (A)Ⅰ→Ⅱ与Ⅱ′→Ⅱ内能改变不同； (B)Ⅰ→Ⅱ与Ⅱ′→Ⅱ吸收热量相同； (C)Ⅰ→Ⅱ与Ⅱ′→Ⅱ作功相同； (D)Ⅰ→Ⅱ为吸热过程； (E)Ⅱ′→Ⅱ为吸热过程。 12．

容过程，Ⅲ→Ⅰ为等温压缩过程，则此循环过程中 (A)内能增加； (B)气体对外界作功； (C)内能减小； (D)气体向外界放热； (E)气体从外界吸热。

p

· A · B

V

[ ]

o

p T1 Ⅱ 绝热线 T2 ’ Ⅱ’ Ⅰo I'Ⅰ V

[ ]

p Ⅰ Ⅲ Ⅱ o V

[ ]

13．如图，两热机串联使用，则这两个热机一起工作的最大可能效率为 (A)1?T3T?T3TT； (B)1?2； (C)1?2； (D)1?1。 T1T1T1?T2T3

T3 Q3 热机2 3-3 Q2 综合练习Q2 T2 机热1 Q1 T1 [ ]

14．在功与热转变过程中，下面的哪些叙述是正确的

(A)不可能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热量，使之完全变为有用的功，A2

而其他物体不发生任何变化；

A1

(B)可逆卡诺机的效率最高，但恒小于1；

(C)功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功； (D)绝热过程对外作正功，则系统的内能必减少。

[ ]

15．对于热传递过程，下面哪些叙述是正确的? (A)热量不能从低温物体向高温物体传递； (B)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆过程； (C)热传递的不可逆性与热功转变的不可逆性是等价的； (D)功可以全部变为热，而热不能全部变为功。

[ ]

二、填充题(单位制为SI)

1．vp、v、v2这三种速率常用于不同的问题中：(1)在讨论速率分布时，就要用到 ；(2)在计算分子的平均碰撞频率时，就要用到 ； (3)在计算分子的平均平动动能时就要用到 。

2．三个状态参量p、V、T都相同的氦气和氧气，它们的分子数密度之比为

nO2:nHe? ；它们的内能之比为EO2:EHe? 。

3．理想气体定压膨胀时，分子的平均自由程与温度的关系是?? ，故?与温度成 ，平均碰撞频率与温度的关系是Z? ，故Z与温度 。

4．如果在一固定的容器内，理想气体分子的平均速率提高为原来的二倍，则温度提高为原来的 倍，压强提高为原来的 倍。

综合练习3-4