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大学物理测试卷（热学I） 一、填充题（40分） 1．（4’）2 g氢气和2 g氦气分别装在两个容积相同的封闭容器内，温度也相同。（氢气分子视为刚性分子） （1）氢分子与氦分子的平均平动动能之比 = ______； （2）氢气与氦气分子压强之比 = ______； （3）氢气与氦气内能之比 = ______。 2．（4’）分子的平均动能公式 （i是分子的自由度）的适用条件是_____________；室温下1 mol 双原子分子理想气体的压强p，体积为V，则此气体分子的平均动能为 ______。 3．（4’）在平衡状态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v)，分子质量为m，最可几速率为vp，试说明下列各式的物理意义： （1）表示：__________________________________________________； （2）表示：_____________________________________________。 4．（4’）图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的麦克斯韦分子速率的分布情况，由图可知，氦气分子的最可几速率为 ，氢气分子的最可几速率为 。 5．（4’）容器中储有1 mol的氮气，压强为1.33 Pa，温度为7 ℃，则（1）1m3中氮气的分子数为 ______；（2）容器中的氮气的密度为 ______；（3）1m3中氮分子的总平动动能为 ______。 6．（4’）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 = ______。 7．（4’）一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m，根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量的下列平均值为：= ，= 。 8．（4’）图示的两条f(v) ~ v曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦氏速率分布曲线，由图上数据可得氢气分子的最可几速率为 ；氧气分子的最可几速率为 。 9．（4’） 一定量的理想气体，经等压过程从体积V1压缩到体积V2 = V1/2，则平均自由程之比 ___________，平均速率之比____________。 10．（4’） 在相同温度下，2 mol的氮气和1 mol氦气的分子平均动能之比为_____________；气体内能之比为___________________。 0分） 1．（5’） 导体中自由电子的运动可以看作类似于气体分子的运动（通常称作电子气），设导体中共有N个自由电子，其中电子的最大速率为中vF，称作费米速率。已知电子速率在v ~ v + dv间的概率密度为 ? （a）求常数A； （b）求电子的最概然速率和平均速率。’）1 kg某种理想气体，分子平动动能总和是1.86×106 J，已知每个分子质量是3.34×10-27 kg，试求气体的温度。 3．（10’）有2×10-3 m3刚性双原子分子理想气体，其内能6.75×102 J。（1）试求气体的压强；（2）设分子总数为5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度。 4．（10’）有1 mol刚性多原子分子的理想气体，原来的压强为1.0 atm，温度为27 ℃，若经过一绝热过程，使其压强增加到16 atm，试求：（1）气体内能的增量；（2）在该过程中气体所做的功；（3）终态时，气体的分子数密度。 5．（10’）将1 kg氦气和M kg氢气混合，平衡后混合气体的内能是2.45×106 J，氢分子平均平动动能是6×10-21 J，求氢气质量m 。 6．（10’）容器内有11 kg二氧化碳和2 kg氢气（两种气体均视为刚性分子的理想气体），已知混合气体的内能是8.1×106 J，求：（1）混合气体的温度；（2）两种气体分子的平均动能。（CO2的摩尔质量为44×10-3 kg/mol） 7．（10’）氦气的速率分布曲线如图所示，试在图上画出同温度下氢气的速率分布曲线的大致情况，并求氢气在该温度时的最可几速率和方均根速率。 大学物理测试卷（热学II） 一、填充题（50分） 1．（4’）不规则地搅拌盛于良好绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则：（1）外界传给系统的热量 ______ 零；（2）外界对系统作的功 ______ 零；（3）系统的内能的增量 ______ 零。（填大于，等于，小于） 2．（4’）热力学第二定律的克劳修斯叙述是： ；开尔文叙述是：