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万博亚洲app:热力学测试题答案.docx

2020/9/22 19:07:25 来源:万博亚洲app 阅读次数: 8

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大学物理(II)第12、13章测验试题专业姓名学号(波尔兹曼参数:k=;摩尔气体常数:R=)一、单选题(共30分,每小题3分)处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同,分子的平均平动动能也相同,则它们(C)(A)温度、压强均不相同.(B)温度相同,但氦气压强大于氮气压强.(C)温度、压强都相同.(D)温度相同,但氦气压强小于氮气压强.分析过程:由于分子平均平动动能相同,则温度T相同;又因分子数密度n相同,由p=nkT,所以p相同三个容器AB、C中装有同种理想气体,其分子数密度n相同,1/21/21/2222而方均根速率之比为VA:VB:VC1:2:4,则其压强之比Pa:Pb:Pc为(C).(A)1:2:4(B)1:4:8(C)1:4:16(D)4:2:1分析过程:已知同种气体分子质量m相同;n也相同;则由p=nkT和方均根速率vrms、3kT可求解;m在一个体积不变的容器中,储有一定量的某种理想气体,温度为T0时,气体分子的平均速率为V0,分子平均碰撞次数为Z0,平均自由程为:,当气体温度升高为4T0时,气体分子的平均速率V,分子平均碰撞次数Z,平均自由程—分别为(B) (A)v4v°,Z4Z°,4匚(B)v2v°,Z2Z°,0(C)v2v°,Z2Z;,_4匚(D)v4v°,Z2Z°,08kT2v°;分析过程:由v\m知,v由Z2dvn知,Z2Z°由—2和pv=nkT又因为体积v不变,、-kTV—一上式可变形为:2d2nkT2d2n,则°iV已知n为单位体积内的分子数,fv为麦克斯韦速率分布函数,则nfvdv表示(B)速率v附近,dv区间内的分子数单位体积内速率在vv+dv区间内的分子数速率v附近dv区间内分子数占总分子数比率单位时间内碰到单位器壁上速率在vv+dv区间内的分子数如图所示,bca为理想气体绝热过程,b1a和b2a是任意过程,则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是(BO‘Vb1a过程放热,作负功;b2a过程放热,做负功;O‘Vb1a过程吸热,作负功;b2a过程放热,做负功;b1a过程吸热,作正功;b2a过程吸热,做负功;(D)b1a过程放热,作正功;b2a过程吸热,做正功;必然(B必然(B)pV分析过程:由Wpdv知,系统是做负功。

由于bca是绝热过程,由热力学第一定律可知:EWbca;另外,由图可知:Wb2aWbcaWbia|,则Wb2aWcaW^a,对于b1a过程:QEWbiaEWbca0,故可知是吸热过程;同理b2a是放热过程。 两个相同的刚性容器,一个盛有氢气,一个盛有氦气(均视为刚性分子理想气体)。

开始时它们的压强和温度都相同,现将3J热量传给氦气,使之升高到一定的温度。

若使氢气也升高同样的温度,则应向氢气传递热量为(C)(A)6J(B)3J(C)5J(D)10J分析过程:已知刚性容器,则体积不变,说明系统不做功热力学第一定律变为QE;而理想气体的内能公式为em2rt,欲使两气体的温度升高相同,须传递的热量mMRT,初始时mHmMRT,初始时gd(M^iH2)(M^iH2)。 再由PV它们都具有同样的温度、压强和体积,因而物质的量相同,则有:QH2:QHeiH2:iHe53,所以向氢气传递热量为3J。 如图,一定量的理想气体由平衡态A变到平衡态B,且它们的压强相等,则在状态A和状态B之间,气体无论经过的是什么过程,气体 (A)对外作正功(B)内能增加(C)从外界吸热(D)向外界放热分析过程:因为内能是状态参量,只与系统°的始末状态有关。

由图可知VaVb,无论经历什么过程,理想气体总有PVvRT,当P保持不变时,有TbTa,故内能增加(内能是温度的单值函数)。 而做功和热传递是过程量,将与具体是什么过程有关,所以,AC、D三种情况不是必然结果。

所以选下列四个假想的循环过程,在理论上可实现的为Po分析过程:绝热CvB所以,AC、D三种情况不是必然结果。 所以选下列四个假想的循环过程,在理论上可实现的为Po分析过程:绝热CvB)绝热线不可能相交,故排除C、D;又因绝热线比等温线陡,排除A。 一台工作于温度分别为327°C和27oC的高温热源和低温。

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