0910热力学试卷A.docVIP

中　原　工　学　院 2009～2010　　学年　第　一　学期 　　应用物理专业　热力学统计物理课程期末试卷 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 填空题（共20分） 1）（本题3分）标准状况下1mol气体体积为22.4升，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023，标准状况下气体分子间的平均距离为___________ 2）（本题3分）已知空气平均自由程λ=6.9×10-8 m,平均速率=446 m/s, 摩尔质量Mm=0.029 Kg. 试计算标准状况下空气的扩散系数D＝___________ 3）（本题3分）系统处在平衡态时，任一组元在各相的化学势________，当各相尚未达到平衡时，粒子总是从___________的相转入____________的相。 4）（本题3分）容积为22.4升的容器内装4×10－3Kg氢气，此时容器内压强为1.01×105Pa，问氢气分子的平均速率为_________ 5）（本题3分）一做卡诺循环的热机，工作在两热源之间，热源温度分别为30℃和200℃，试计算此热机的最高效率为_____________ 6）（本题5分）晶体的结合力分为五种，分别为___________，______________，_______________，___________________，_____________________。 名词解释题（共22分） 1）（本题3分）物态方程： 2）（本题5分）输运过程： 3）(本题6分)准静态过程： 4）（本题5分）热力学第一定律： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　本试卷共　3　页，此页为　A　卷第　1　页　　　　　　　　　　　　（注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩） 5）（本题3分）等概率原理： 三、计算题（共58分） 1）、（本题10分）证明能态方程。 2）、(本题10分) 一摩尔单原子理想气体经历了一个在　　图上可表示为一个圆的准静态过程(　如下页图所示　)，试求：(1)　在一次循环中对外作的功；(2)　气体从　A　变为　C　的过程中内能的变化；(3)　气体在　A－B－C　过程中吸收的热量。 3）、（本题12分）两个容器的体积都为V，用长为L、截面积A很小（LAV）的水平管将两个容器相联通, 开始时左边容器中充有分压为p0的一氧化碳和分压为p—p0的氮气所组成的混合气体，右边容器中装有压强为p的纯氮气, 设一氧化碳向氮中扩散及氮向一氧化碳中扩散的扩散系数都是D，试求出左边容器中一氧化碳分压随时间变化的函数关系。 本试卷共　3　页，此页为　A　卷第　2　页　 4）、（本题16分）1）简述近独立粒子的三种最概然分布；2）简要说明三种分布的区别；3）在何种条件下，三种分布可以归结为其中的哪一种分布。 5）、(本题10分)在一根两端开口的毛细管中滴入一滴水后将它竖直放置，若这滴水在毛细管中分别形成长为 (1) 2cm， (2) 4cm，(3) 2.98cm 的水柱，已知毛细管的内直径为 1mm，试问：在上述三种情况下，水柱的上、下液面是向液体内部凹的还是向外凸出的？（设毛细管完全被水润湿，水的表面张力系数为0.073N/m） 本试卷共　3　页，此页为　A　卷第　3　页　 中　原　工　学　院 2009～2010学年　第　一　学期 应用物理专业热力学统计物理课程期末试卷标准答案（即评分标准） 填空题 1）3.3×10-9m 2) 3) 相等，化学势高，化学势低 4) 1.20×103m/s 5) 36% 6)离子键，共价键，范德瓦耳斯键，金属键，氢键 名词解释 1）把处于平衡态的某种物质的热力学参量（如压强、体积、温度）之间所满足的函数关系称为该物质的物态方程或称状态方程（3分）。 2）在孤立系统中，由于动量、能量、质量等的传递，各部分之间的宏观相对运动、温度差异、 密度差异将逐渐消失，系统将从非平衡态过渡到平衡态，这些过程统称为输运过程（4分）。输运过程主要有三种形式： 、热传导、扩散（1分）。 3）进行的足够缓慢，以致于系统连续经过的每一个中间态都可以近似为平衡态的过程称为准静态过程（3分）。准静态过程是理想化过程，不可能严格实现，但可近似实现（1分）。条件：系统的驰豫时间远小于过程的特征时间（1分）。准静态过程是可逆过程（1分）。 4）当热力学系统的状态变化（有力学、热学等相互作用）时，可以通过作功和传热等方式改变系统的内能（2分）。那么，在一个热力学过程中系统内能的增量等于外界对系统所作的功与外界传递给系统的热量之和（2分），即（1分） 5）如果对于系统的各种微观状态没有更多的知识，就假定一切符合所有约束条件的微观态出现的概率相等（3分）。 计算题 1） 答、，代入，得： 另一方面， （4分） 得 （