2015级《大学物理》热学测验题及解答.docVIP

2015级《大学物理》热学测验题及解答 一、选择题（每题5分，共0分） 1、若理想气体的体积为V，压强为p，温度为T，一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常数，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子为【 】 （A） ；（B） ；（C） ；（D） 。 解：，分子数密度 2、【 】 3、3、两个体积相同的容器中，分别储有和氧气，以、分别表示内能，若它们的压强相同，则【 】 （A） ；（B） ；（C） ；（D） 无法确定。 解： 4、【 】 5、对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程中系统所吸收的热量、内能的增量和对外做的功三者均为负值？【 】 （A）等容降压过程； （B）等温膨胀过程； （C）绝热膨胀过程； （D）等压压缩过程。 解： 等容降压过程，当时，。降温过程， 等容过程，。 等温膨胀过程等温过程膨胀过程 绝热膨胀过程绝热过程膨胀过程 等压压缩过程，当时，。降温过程， 压缩，。 便捷解法——排除法：（A）过程，等体，功为0；（B）过程，等温，内能增量为0；（C）过程，绝热，吸收热量为0；故只有（D）有可能对。 6、大小不同的两容器分别装有氮气和水蒸气，温度相同，则下列各量中相同的量是：【 C 】 （A）；（B）； （C）； （D）。 解：，与自由度有关，氮气自由度5，水蒸气自由度6；分子平均平动动能，与自由度无关；至于压强和密度，所给条件不足，无法断定。 二、计算题（，共0分） 、个氦气分子和个氮气分子，温度为300K，容器内的气体可视为理想气体，求该容器中混合气体的内能。 解，氮气自由度 （4分） 一个分子总动能 （4分） 8、（15分） （1分） （分） （分） （分） （1分） （分） （1分）9、一卡诺的热机，高温热源的温度400K，每一循环从热源吸100 J的热量并向低温热源放80 J的热量 。求：（1）低温热源的温度；（2）循环的热机效率。 解：由卡诺循环的热机效率公式有，所以 （10分） 该热机效率为： （10分） 适用于计算一切循环过程的效率，但，仅适用于计算卡诺循环的效率） 10、1molab为等压过程，bc为等体过程，ca为等温过程，。 求：（1）a-b过程系统从外界吸收的热量；（2）b-c过程系统向外界放出的热量；（3）c-a过程外界对系统所做的功。（用、）（20分） 解：（1）（7分） （注意：因为要计算系统从外界吸收的热量，故：末温减初温） （2）（7分） （注意：因为要计算系统向外界放出的热量，故：初温减末温） （3）（6分） （注意：因为要计算外界对系统所做的功，故：体积之比为） 2015级《大学物理》热学测验题及解答 2 / 3