热学实验复习

专题07热学实验【考点分析】章节考点考试题型难易度物态变化熔化、凝固实验实验题★★汽化（沸腾）实验实验题★★内能比热容实验实验题★★★【知识点总结+例题讲解】一、探究熔化和凝固规律：1.晶体：熔化时有固定的熔点的物质；（1）常见晶体：海波、冰、食盐、萘、石英、各种金属等；（2）晶体熔化的条件：达到熔点，吸热（缺一不可）；（3）晶体在熔化的过程中吸热，内能增加，但温度不变（固液共存状态）；（4）处于熔点的物质状态：固态、固液共存和液态；2.非晶体：熔化时没有固定的熔点；（1）常见非晶体的物质：蜂蜡、松香、沥青、玻璃、塑料等；（2）同一晶体的熔点和凝固点相同；3.熔化凝固图像：【冰熔化成水后，水的比热容更大（水的升温图像斜率比冰小）】【例题1】如图所示，是锡的熔化和凝固的图象，根据图象回答：（1）锡的熔点是，凝固点是。

（2）在BC段，锡处于态；在DE段，锡处于态。

（3）锡的熔化用了min，它熔化过程中要热，但温度。

（4）锡从10min到12min这段时间间隔内处于态。

【答案】（1）230℃；230℃；（2）固液共存；液；（3）4；吸；不变；（4）固液共存。

【解析】解：（1）由图可知锡在230℃时开始熔化，且温度保持不变，所以熔点为：230℃，同种晶体的熔点和凝固点相等，即凝固点也是230℃。

（2）在BC段，锡处于熔点温度下，所以处于固液共存状态；在DE段，锡处于降温过程中，所以处于液态。

（3）由图可知锡从3分钟开始熔化，到7分钟熔化完成，所以锡的熔化用了4min，它熔化过程中要吸热，但温度不变。

（4）锡从10min到12min这段时间间隔内，处于凝固过程，所以为固液共存状态。

故答案为：（1）230℃；230℃；（2）固液共存；液；（3）4；吸；不变；（4）固液共存。

【变式1】（一）在探究“固体熔化时温度的变化规律”实验中，某实验小组的同学根据测得的数据绘制了如图1所示的图象。

（1）由图象可看出该物质的熔点是℃，在第2min末该物质处于（选填“固态”、“液态”或“固液共存状态”）。

题型之二热学实验热学实验探究题重点考查晶体的熔化和水的沸腾等实验，侧重考查温度计等仪器的使用、实验现象的观察、实验数据的处理、归纳实验结论、用图像描述规律等.1.固体熔化实验在“探究固体融化时温度的变化规律”实验中，某小组设计如图1甲、乙所示的两套实验方案.（１）请分析评估两套实验方案.（２）下表是某小组的测量数据：0 2 4 5 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28时间/min33 36 40 38 46 48 48 48 48 48 49 50 51 52 53温度/℃请根据表中数据在图2所示的坐标中绘制出“温度-时间”图像.该物质是________（填“晶体”或“非晶体”），若是晶体其熔点是________.此题是探究晶体的熔化过程，掌握晶体在熔化过程中的特点，并能从测量数据中得出晶体的熔点，考查了晶体熔化图像的画法.同时考查了学生对实验的评估.2.水沸腾实验在“探究水的沸腾”实验中，某实验小组观察到图1中图甲和图乙所示两种情况：（1）你认为图______（填“甲”或“乙”）是水沸腾时的情景.（2）实验过程中发现，从开始给水加热到水开始沸腾的时间过长，为了缩短加热时间，请你提出两条有效的操作建议：①_____________________；②______________________.（3）探究结束后，四位同学分别绘制了水的温度和时间关系的曲线如图2，其中能正确反映“探究水的沸腾”实验过程中温度随时间变化关系的是( )此题是探究水的沸腾实验，考查了沸腾前沸腾时的现象区别，关键是通过气泡的变化进行判断；考查了影响水沸腾时间的因素及沸腾图像的画法，是一道很典型的实验.3.探究物质的吸热本领实验在探究物质的吸热本领实验中，小明将质量相同的甲、乙两种液体分别装入两个完全相同的烧杯中，分别用两个完全相同的酒精灯同时加热，用两支相同的温度计分别测量烧杯内液体的温度，液体温度随时间变化关系如图所示.(1)实验中，所用的液体温度计制作原理是：__________________________.(2)实验中，记录加热时间的意义是：_____________________________.(3)分析图像可知，______液体的吸热本领强.(4)若甲、乙两种液体中，一种液体是水，另一种液体的比热容是____________J/（kg·℃）［c水=4.2×103 J/(kg·℃)］.此题是探究物质吸热本领的实验，考查了控制变量法和转换法的应用及吸热公式的应用，解决此题的关键是能够通过图像得出物质之间吸热的关系.1.（2014·东营）某同学探究“海波熔化时温度的变化规律”时，记录的数据如下表，在实验时观察到，海波在第4 min开始熔化，第8 min熔化完毕.请你根据实验数据完成下列各题：时间/min0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11温度/℃40 42 44 46 48 48 48 48 48 49.5 51 52.5（1）在方格纸上描点并画出温度－时间图像；（2）海波熔化过程中温度的变化规律是：___________________________；（3）海波是________________（填“晶体”或“非晶体”）；（4）海波的熔点是_______________℃.2.（2014·滨州）下面是小滨同学探究“水的沸腾”实验的过程：.（1）安装实验器材时，小滨应按照_________________（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行；（2）安装好器材开始实验后，小滨的操作如图所示，请指出小滨的错误之处：___________ ________________________；(3)下表是实验过程中不同时刻的温度记录，小滨由于粗心大意记错了一个实验数据，你认为错误的数据是______，你这样判断的理论依据是 ____________________时间/min…8 9 10 11 12 13 14 …温度/℃…96 97 98 98 95 98 98 …(4)改正数据后，小滨根据实验数据判定该地水的沸点为__________℃，可能的原因是当地的大气压___________（填“大于”“小于”或“等于”）1标准大气压；（5）小滨撤去酒精灯后，发现水未停止沸腾，试分析其原因：___________________________ __________________________（合理即可）.3.（2013·丹东）某小组在做“探究水的沸腾”实验时，实验装置和实验数据如图所示：时间/min0 1 2 3 4 5 6 7 8 …温度/℃90 92 94 96 98 99 99 99 99 …（1）图中甲、乙、丙三名同学读温度计示数的方法正确的是_____.（2）从实验数据可以看出，此时水的沸点是______℃，水的沸点低于100 ℃，可能的原因是水上方的气压______（填“大于”“小于”或“等于”）1个标准大气压.（3）水沸腾时有大量的“白气”冒出，“白气”是水蒸气_________（填“汽化”“液化”或“升华”）形成的.（4）实验收集9组数据比收集5组数据的好处是_____（只填字母）.A.只有5组数据才能得到结论B.取平均值，减小实验误差C.得到物理量的关系更接近实际（5）另一小组将水加热到沸腾时共用30 min，导致加热时间过长的原因是_________________________________________________（写一个）.4.（2014·盐城）小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线.（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为______℃.（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子__________相同.（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线.（4）沙子在1.0～1.5 min内升高的温度有明显异常，其主要原因是___________________________________.（5）小明再用50 g水和100 g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度Δt为横坐标，分别画出50 g水和100 g水的Q-Δt图像.它们都是过原点的直线，即Q=kΔt.进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的______________之比相等.加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5升高的温度/℃水 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0沙子 4.3 7.9 15.2 18.4 21.5题型之二热学实验例4（1）甲方案用水间接加热，固体受热均匀，但加热时间较长；乙方案加热时间较短，但固体受热不均匀，容易发生过热现象.所以甲方案较乙方案好一些.（2）晶体48 ℃例5（1）甲（2）①减少水的质量②提高水的初温（3）B例6（1）热胀冷缩（2）比较吸收热量的多少（3）乙（4）2.1×103针对训练1.（1）（2）不断吸收热量，但温度保持不变（3）晶体482.（1）自下而上（2）读取温度计示数时视线没有与刻度面平视（3）95水在沸腾过程中吸热但温度保持不变（4）98 小于（5）烧杯底和石棉网的温度高于水的沸点，水可以继续吸热3.（1）乙（2）99 小于(3)液化(4)C (5)水量过多或初温过低等4.（1）18 （2）吸收的热量（3）（4）沙子受热不均匀（5）质量。

2024年九年级中考物理专题复习：热学实验题1．某兴趣小组利用一次性纸杯研究水沸腾前和沸腾时温度随时间变化的情况，装置如图甲所示。

（1）实验中，应使用酒精灯的焰对纸杯加热。

加热过程中，某时刻温度计示数如图乙所示，此时的水温为℃；（2）当水温升高到90℃后，每隔30s记录一次温度计的示数，并将记录的数据绘制成如图丙所示的图像。

由图像可知，沸腾时水的温度特点为；（3）水沸腾时有大量气泡产生，此时气泡中的主要成分是；（4）取下温度计，继续加热，在水烧干之前纸杯没有被烧坏，主要原因是水沸腾需要，使纸杯的温度低于着火点。

2．小华同学在家里认真观察烧开水时的现象并思考水沸腾时的特征，他想进一步严谨地研究水的沸腾，于是他和同学一起利用图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点。

当水温达到92℃时，每隔1分钟记录一次温度，并绘制出了如图丙℃所示的水的温度与时间关系的图像。

（1）小华观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况，如图乙所示，则图（选填“a”或“b”）是水沸腾时的情况；同时烧杯上方出现大量的“白气”，这些“白气”的形成需要（选填“吸热”或“放热”）；（2）由图丙可知，此时水的沸点是℃，说明实验时水面上方气压（选填“高于”或“低于”）一个标准大气压；（3）现将烧杯中的水冷却到某温度，增加约三分之一的水，保持其他实验条件不变，日后”所呈现的现象，其中（选填标号甲、乙、丙）图是表示溶液静放30日后的实验现象。

如果室温越高，达到丙图所示现象所用的时间将（选填“缩短”或“延长”），原因是。

（3）如图3所示，取一个配有活塞的厚玻璃筒，筒内放一小团浸有少量乙醚的棉花，快速压下活塞，此实验可观察到浸有乙醚的棉花着火燃烧，说明对物体做功，物体内能（选填“变大”“变小”“不变”）。

5．图甲是探究“晶体熔化时温度的变化规律”的实验。

（1）实验中需要的测量工具是温度计和；（2）为了使被加热的物质受热均匀，实验中采取的措施是；（只要写出一条即可）（3）在图乙中，B、C是水平线的两个端点，则（选填“B”、“C”或“B或C”）点的温度表示熔点，因为物质在该点的状态是固态。

核心考点解析必考实验专题03 热学实验1．如图甲所示，小雪用该实验装置在室温下探究晶体熔化时温度的变化规律。

（1）将浓盐水冻成的冰块打碎后放入小烧杯中，温度计插入碎冰中（图甲），其示数为℃。

（2）观察现象，每隔1min记录一次温度值。

根据实验数据绘制成图象（图乙），由图象可知盐冰的熔点为℃．在熔化过程中，盐冰水混合物的内能（填“增加”、“减少”或“不变”）。

（3）实验过程中，发现烧杯外壁出现水珠，水珠是空气中的水蒸气（填物态变化名称）形成的。

（4）将装有0℃的冰水混合物的试管放在正在熔化过程中的盐冰水混合物中，试管中冰的质量将（填“增加”、“减少”或“不变”）。

2．利用如图甲所示的实验装置探究“冰熔化时温度变化的规律”。

（1）在组装图甲中的实验器材时，需要按照（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。

（2）由图乙可知，冰是（填“晶体”或“非晶体”）。

（3）B点的内能（填“大于”、“等于”或“小于”）C点的内能。

（4）当加热至第8min时，试管内的物质处于（填“固”、“液”或“固液共存”）态。

（5）由图乙可知，在加热相同时间的情况下，AB段温度变化比CD段温度变化大，说明冰的比热容比水的比热容（填“大”或“小”）。

3．在探究“冰熔化时温度变化的规律”的实验中，分别在烧杯和试管中放入适量的碎冰，并各放了一支温度计组成如图甲所示的实验装置，完成下面探究实验。

（1）点燃酒精灯给烧杯加热，一段时间后温度计A的示数如图甲所示，此时温度计示数为℃。

（2）实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图象如图乙所示，通过分析图象可知，（填“实”或“虚”）线是试管内碎冰温度随时间变化的图象，第7min时烧杯内的碎冰处于态，此时试管内的碎冰（填“能”或“不能”）熔化。

（3）通过实验可以得出晶体熔化的条件是：温度达到熔点，。

4．学习小组的同学用如图甲所示的装置探究某种晶体熔化时温度变化的规律。

（1）如图甲的器材组装有一不当之处是。

2022年中考物理复习热学实验微专题1．如图是小明设计的一个气体温度计的示意图。

瓶中装的是气体，装置密封完好，弯管中间有一段液柱。

（1）这个温度计是根据性质来测量温度的；（2）若将瓶放到冰水混合物中，液柱停在A处，B、C是与A点相差2摄氏度的两点，则B处应该标的温度值是，C处的温度值比B处（填“高”或“低”）；（3）为了提高此温度计的灵敏度，使读数更精确，可采取的措施是。

2．在探究“晶体熔化和凝固规律”的实验中，绘制出了如图所示的图象。

物质熔化时间/min冰9萘4（1）图象中，海波的熔化过程是（用图中字母表示）段，此过程中海波（选填“吸”或“放”）热。

（2）图象中，海波在D点是态，在G点是态。

（均选填“固”或“液”）（3）海波的熔点（凝固点）是℃。

海波属于（选填“晶体”或“非晶体”）海波熔化过程经历了min。

（4）为了探究不同晶体熔化时吸收的热量是否相同，在相同的烧杯中分别装上80g的冰和萘，用的酒精灯加热，测出它们熔化过程所用的时间如表所示。

由此可知，质量相同的不同晶体熔化时吸收的热量是的。

（均选填“相同”或“不同”）3．如图甲是“探究某种固体物质熔化时温度变化规律”的实验装置，图乙是根据实验数据描绘出的该物质在熔化过程中温度随时间变化的图像。

（1）此物质属于 （选填“晶体”或“非晶体”），它的熔点为 ℃，在10min 时，该物质处于 （选填“固态”“液态”或“固液共存态”），在熔化过程中，持续吸热；温度 （选填“上升”“下降”或“不变”）；（2）把试管放在装有水的烧杯中加热是为了使固体物质 ，其中烧杯中的水面应（选填“高于”或“低于”）试管中固体物质的上表面；（3）实验小组的同学发现加热20min 后继续加热，水沸腾，该物质的温度 （选填“继续”或“不再”）升高。

4．小明和小华探究“探究冰和蜡的熔化规律”。

（1）为了探究冰的熔化特点，小明应选用图 （选填“甲”或“乙”）的装置进行实验，这样做不但使试管均匀受热，而且冰的温度升高较 （选填“快”或“慢”），便于记录各个时刻的温度。

《内能》一、选择题1、（2015•佛山）关于热现象的说法正确的是A、冰熔化成水需要放出热量B、不同的物质比热容一般不同C、水结成冰需要吸收热量D、热传递不能改变物质的内能15．(2015•邵阳)生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害。

这主要是因为水的A.质量较小B．凝固点较低C．沸点较高D．比热容较大12．(2015•邵阳) “宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”。

人们能闻到梅花香味是因为A．分子很小B．分子间存在引力C．分子在不停地做无规则运动D．分子间存在斥力5．（3分）（2015•攀枝花）下列现象与分子热运动有关的是（）A．春天，百鸟争鸣B．夏天，波光粼粼C．秋天，丹桂飘香D．冬天，大雪纷飞6．（2分）（2015•青海）关于物体的内能，下列说法正确的是（）A．温度为0℃的物体没有内能B．做功可以改变物体的内能C．物体的内能增加，一定是温度升高了D．温度相同的1kg水和1g水，内能相同4. (2015•通辽)关于温度、内能和热量的说法错误的是A. 0 ℃的冰也具有内能B. 物体放出热量，温度不一定降低C. 物体对外做功，内能可能减小D. 温度高的物体，内能一定大9、(2015•赤峰)下列说法正确的是（）A、物体吸收热量，内能一定增加，温度一定升高B、温度高的物体分子运动剧烈，具有的热量多C、夏日，在阳光照射下地面温度高于海水表面温度，因为水的比热容较大D、固体分子之间的作用力比液体小8．（3分）（2015•庆阳）水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），1kg水温度从50℃降低到20℃，放出的热量是（）A．4.2×103J B．8.4×104J C．1.26×105J D．2.1×105J4．（3分）（2015•随州）从微观角度分析，训练有素的缉毒犬可以嗅出毒品藏匿处的最主要原因是（）A．分子间是有间隙的B．分子的质量很小C．分子不停地运动着D．分子的体积很小9．（3分）（2015•随州）如图甲，网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”．为破解此中秘密，随州某中学物理小组设计了如图乙模型．设此杯内胆中被封存着300g水，室温20℃；现向杯中倒入200g、100℃开水，摇一摇，杯内水温迅速降至t1，饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度可升至t2，若忽略内胆及空间的热能消耗，则t1、t2分别大约为（）A．50℃，50℃B．52℃，39.2℃ C．40℃，60℃D．55℃，55℃4．（2分）（2015•黑龙江）“林都”伊春，一年四季风景如画，下列现象的成因不属于物态变化的是（）A．春天冰雪消融B．夏天的早晨，河面飘荡着的白雾C．秋天果香扑鼻D．冬天，飘落的雪花4．（3分）（2015•庆阳）下列说法错误的是（）A．划燃火柴是利用做功的方式使火柴温度升高的B．油菜花开放时，香气袭人是扩散现象C．冬季取暖用水做媒介是因为水的比热容较大D．破镜难圆是因为分子间有斥力6．(2015•福州)俗话说“酒香不怕巷子深”，其中“酒香”说明分子A．有引力B．有斥力C．有间隙D．在不停地做无规则运动3．(2015•成都)质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热，它们在相同时间内吸收的热量相等，加热时间都为6 分钟，它们的温度随时间变化的图像如图所示。

考点一：物质熔化和凝固1.图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。

实验时将装有海波的试管放到水中加热，而不用酒精灯直接给试管加热，这样做既可以使海波受热______，又可以使海波的温度上升较慢，便于记录数据。

根据实验数据绘制的图象如图乙所示，由图象可知海波是______，第9min时海波处于______（填物质的状态）。

2.图甲是用海波和石蜡“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。

（1）组装器材时，应先固定图甲中的___________；（选填“A”“B”或“C”）（2）开始实验后，某一时刻温度计的示数如图甲所示，温度为___________℃；（3）根据实验数据绘制的两种物质熔化时温度随时间变化图像如图乙所示，由图像可知石蜡是___________（选填“晶体”或“非晶体”），海波熔化持续了___________min；（4）由实验可得到晶体熔化特点：___________；（5）由实验可知，晶体的温度是熔点时，可能处于___________态。

A．固 B．液 C．固液共存3.图甲是小丽同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。

(1)如图乙所示，温度计的示数为______ ℃(不需要估读)。

(2)安装实验器材时，小丽应按照______ 的顺序进行(选“从上到下”或“从下到上”)(3)她将冰熔化的过程绘制成如图丙所示的温度随时间变化的图像。

分析图像数据可知，冰是______ (选填“晶体”或“非晶体”)。

(4)分析图丙可知，该物质在t1时刻的内能______ t2时刻的内能；CD段加热时间是AB段加热时间的2倍，则冰的比热容______ 水的比热容(两空均选填“大于”、“等于”或“小于”)。

(5)当试管中的冰全部熔化成水后，继续用酒精灯加热，试管中的水______ 沸腾(选填“能”或“不能”)。

4.在探究“海波熔化时温度的变化规律”的实验中，使用的实验装置如图甲所示：(1)组装实验器材时，合理的顺序是______（填序号）。

中考物理实验复习专题五（热学）实验专题五（热学）1．小文同学学习了燃料的热值，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。

加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 他实验时组装如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。

（1）安装、调整实验器材，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定的位置，再调整固定的位置。

（选填“A”或“B”）（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的初温、水的。

（3）通过表中记录的数据，你认为加热相同时间甲装置吸收热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙装置吸收的热量：理由是。

（4）小文同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量。

井由记录的数据，利用公式Q吸＝cm△t计算出了水吸收的热量。

他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。

你认为他的计算结果可靠吗？。

理由是。

2．如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，根据图中提供的信息回答下列问题。

（1）塞子冲出试管后，因为继续向前运动；（2）塞子被推出的过程中，能转化成能，这个过程中能量转化与热机中的冲程相同。

3．（1）图甲是一台单缸四冲程汽油机冲程的示意图，其能量转化情况与（选填“乙”或“丙”）图相同，此过程中通过方式改变汽缸内燃料混合物的内能。

（2）科学家设计了一款单缸六冲程汽油机，它的构造和工作循环的前四个冲程与四冲程汽油机相似，在第四冲程结束后，再完成两个冲程。

①第五冲程中，向汽缸内喷水，水在汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，则第五冲程为（选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）冲程。

②第六冲程中活塞向运动。

（选填“上”或“下”）4．老师用如图1所示实验装置，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车，开始不停地转动；由此引出以下问题，请利用所学的知识回答。

第二章分子动理学理论的平衡态理论 基本要求一、麦克斯韦速率分布（1）掌握麦克斯韦速率分布函数，理解它的物理意义和它的分布曲线，并知道它的分布曲线是如何随温度或者分子质量变化。

（2）熟练掌握平均速率、方均根速率、最概然速率3个公式。

二、 麦克斯韦速度分布 （1）掌握麦克斯韦速度分布。

（2）知道如何利用麦克斯韦速度分布导出麦克斯韦速率分布。

三、 气体分子碰壁数及其应用 （1）知道气体气体压强和碰壁数的物理意义。

(2)能利用麦克斯韦速度分布推导气体分子碰壁数公式和理想气体压强公式，并熟记它们。

（3）会利用气体分子碰壁数公式研究一些实际问题。

四、波尔兹曼分布（1）掌握粒子在外场中的分布；（2）掌握波尔兹曼分布；（3）会从波尔兹曼分布出发求粒子在外场中的分布和麦克斯韦速度分布。

五、能量均分定理（1）理解自由度和自由度数，知道单原子分子、双原子分子和多原子分子的自由度； （2）掌握能量积分定理；会求常温下理想气体的内能、定体热容等。

（3）了解固体的热容和杜隆－珀蒂定律第三章 输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论 基本要求一、黏性现象知道什么是层流，什么是湍流。

掌握牛顿黏性定律，理解气体黏性微观机理。

二、 扩散现象掌握菲克定律，理解气体扩散微观机理。

三、 热传导定律掌握傅立叶定律，理解气体热传导微观机理。

四、 气体分子平均自由程（1）理解什么是碰撞（散射）截面，掌握刚性分子碰撞截面公式。

（2）掌握气体分子间平均碰撞频率和分子平均自由程公式。

五 气体输运系数知道气体黏性系数、导热系数、扩散系数如何随温度和压强变化。

第二章和第三章复习题一 选择题1 水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？ (A) 66.7％． (B) 50％． (C) 25％． (D) 0． ［ ］2 做布朗运动的微粒系统可看作是在浮力ρρ/0mg -和重力场的作用下达到平衡态的巨分子系统．设m 为粒子的质量，ρ 为粒子的密度，ρ 0为粒子在其中漂浮的流体的密度，并令z = 0处势能为0，则在z 为任意值处的粒子数密度n 为 (A) )}1(exp{00ρρ-⋅-kTmgz n ．(B) )}1(exp{00ρρ-⋅kTmgz n ．(C) }/exp{00kT z mgn ρρ-．(D) }/exp{00kT z mgn ρρ．［ ］3 在二氧化碳激光器中，作为产生激光的介质CO 2分子的两个能级之能量分别为ε1 = 0.172 eV ，ε2 = 0.291eV ，在温度为 400℃时，两能级的分子数之比N 2∶N 1为（玻尔兹曼常量k = 1.38×10-23 J/K ，1 eV = 1.60×10-19 J ）(A) 31.5． (B) 7.7． (C) 0.13． (D) 0.03． ［ ］ 4 温度为T 时，在方均根速率s/m 50)(212±v 的速率区间内，氢、氨两种气体分子数占总分子数的百分率相比较：则有（附：麦克斯韦速率分布定律：v v v ∆⋅⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛π=∆222/32exp 24kT m kT m N N，(A) ()()22N H //N N N N ∆>∆， (B) ()()22N H //N N N N ∆=∆，(C) ()()22N H //N N N N ∆<∆(D) 温度较低时()()22N H //N N N N ∆>∆ ，温度较高时()()22N H //N N N N ∆<∆ [ ]5 下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线？ ［ ］6 在一个体积不变的容器中，储有一定量的理想气体，温度为T 0时，气体分子的平均速率为0v ，分子平均碰撞次数为0Z ，平均自由程为0λ．当气体温度升高为4T 0时，气体分子的平均速率v ，平均碰撞频率Z 和平均自由程λ分别为：(A) v ＝40v ，Z ＝40Z ，λ＝40λ． (B) v ＝20v ，Z ＝20Z ，λ＝0λ． (C) v ＝20v ，Z ＝20Z ，λ＝40λ． (D) v ＝40v ，Z ＝20Z ，λ＝0λ． ［ ］ 7 一定量理想气体分子的扩散情况与气体温度T 、压强p 的关系是：(A) T 越高、p 越大，则扩散越快． (B) T 越低、p 越大，则扩散越快． (C) T 越高、p 越小，则扩散越快． (D) T 越低、p 越小，则扩散越快． ［ ］ 二 填空题8 一容器内储有某种气体，若已知气体的压强为 3×105 Pa ，温度为27℃，密 度为0.24 kg/m 3，则可确定此种气体是________气；并可求出此气体分子热运动的最概然速率为_______________________m/s. (普适气体常量R = 8.31 J ·mol -1·K -1)9质量为 6.2×10-14 g 的某种粒子悬浮于27℃的气体中，观察到它们的方均根 速率为 1.4 cm/s ，则该种粒子的平均速率为__________．（设粒子遵守麦克斯韦速率分布律） 10 设气体分子服从麦克斯韦速率分布律，v 代表平均速率，v p 代表最概然速率，那么，速v v O O (B (A (D O(C O率在v p 到v 范围内的分子数占分子总数的百分率随气体的温度升高而__________(增加、降低或保持不变)．11用绝热材料制成的一个容器，体积为2V 0，被绝热板隔成A 、B 两部分，A 内储有1 mol 单原子分子理想气体，B 内储有2 mol 刚性双原子分子理想气体，A 、B 两部分压强相等均为p 0，两部分体积均为V 0，则两种气体各自的内能分别为E A ＝________；E B ＝________； (2) 抽去绝热板，两种气体混合后处于平衡时的温度为T ＝______．12一氧气瓶的容积为V ，充入氧气的压强为p 1，用了一段时间后压强降为p 2，则瓶中剩下的氧气的内能与未用前氧气的内能之比为__________．13 设某原子能反应堆中心处单位时间穿过单位面积的中子数为 4×1016 m -2·s -1，且设这些中子是温度为 300 K 的热中子，并服从麦克斯韦速度分布律，试求中子气的分压强． （阿伏伽德罗常量N A = 6.02×1023 mol -1,玻尔兹曼常量k = 1.38×10-23 J ·K -1 中子的摩尔质量为1.01×10-3 kg ）14玻尔兹曼分布律是自然界中的一条较为普遍的分布定律．对处于任何力场中的任何微粒系统只要______________________________可以忽略，这定律均适用． 15 一个很长的密闭容器内盛有分子质量为m 的理想气体，该容器以匀加速度a垂直于水平面上升（如图所示）．当气体状态达到稳定时温度为T ，容器底部的分子数密度为n 0，则容器内离底部高为h 处的分子数密度n =_____________________． 16 用总分子数N 、气体分子速率v 和速率分布函数f (v ) 表示下列各量：(1) 速率大于v 0的分子数＝____________________； (2) 速率大于v 0的那些分子的平均速率＝_________________；(3) 多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v 0的概率＝_____________． 17 图示的曲线分别表示了氢气和氦气在同一温度下的分子速率的分布情况．由图可知，氦气分子的最概然速率为___________，氢气分子的最概然速率为________________．18 一定量的某种理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高为原来的4倍；再经过等温过程使其体积膨胀为原来的2倍，则分子的平均碰撞频率变为原来的__________倍．19 已知氦气和氩气的摩尔质量分别为M mol 1 = 0.004 kg/mol 和M mol 2 =0.04 kg/mol ，它们在标准状态下的粘度分别为η1 =18.8×10-6 N ·s ·m -2和η2 = 21.0×10-6 N ·s ·m -2．则此时氩气与氦气的扩散系数之比D 2/ D 1= __________________． 三 计算题20 由N 个分子组成的气体，其分子速率分布如图所示．(1) 试用N 与0v 表示a 的值． (2) 试求速率在1.50v ～2.00v 之间的分子数目． (3) 试求分子的平均速率．21 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 ，氦分子平均动能a16v (m /s)f (v )1000020是 6×10-21 J ，求氢气质量M ． (玻尔兹曼常量k ＝1.38×10-23 J ·K -1 ,普适气体常量R ＝8.31 J ·mol -1·K -1)22 假设地球大气层由同种分子构成，且充满整个空间，并设各处温度T 相等．试根据玻尔兹曼分布律计算大气层中分子的平均重力势能P ε．(已知积分公式⎰∞+-=01/!d e n ax n a n x x )23 在直径为D 的球形容器中，最多可容纳多少个氮气分子，才可以认为分子之间不致相碰？（设氮分子的有效直径为d ）．24 一长为L ，半径为R 1 = 2 cm 的蒸汽导管，外面包围一层厚度为2 cm 的保温材料（导热系数为 K = 0.1 W ·m -1·K -1）蒸气的温度为100℃，保温材料的外表面温度为20℃．求：(1) 每秒钟从单位长度传出的热量； (2) 保温材料外表面的温度梯度． 四 理论推导和证明25 试根据麦克斯韦分子速率分布律222/3)2exp()2(π4)(v vv kTm kTm f -=,验证以下不等式成立 1)1(>⋅vv ． ［积分公式22321d )exp(λλ=-⎰∞x x x ，λλ21d )exp(02=-⎰∞x x x ］五 错误改正题26 已知有N 个粒子，其速率分布函数为： f ( v ) = d N / (N d v ) = c ( 0 ≤v ≤v 0 ) f ( v ) = 0 (v ＞v 0) 有人如下求得c 与v(1) 根据速率分布函数的归一化条件，求得常数c ，即有1d d )(00===⎰⎰∞v vv v v Nc Nc Nf∴ c = 1 / (N v 0) (2) 此粒子系统的平均速率⎰∞=0d )(v v v v Nf ⎰=0d 1v v v v N N0021d 10v v v vv ==⎰上述关于c 、v 的解答是否正确？如有错误请改正． 六 回答题27 由理想气体的内能公式mol2MiRTM E =可知内能Ｅ与气体的摩尔数M / M mol 、自由度i 以及绝对温度T 成正比，试从微观上加以说明.如果储有某种理想气体的容器漏气，使气体的压强、分子数密度都减少为原来的一半，则气体的内能是否会变化？为什么？气体分子的平均动能是否会变化？为什么？28在什么条件下，气体分子热运动的平均自由程λ与温度T 成正比？在什么条件下，λ与T 无关？(设气体分子的有效直径一定)29 什么叫分子的有效直径？它是否随温度变化而变化？为什么？30 什么是气体中的输运过程？。