热学期末考试试卷

《热学》期末考试试题

一、选择题（从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其代

号写在题干前面的括号内。每小题3分，共30分。)

则它们

A．温度相同，压强相同

B．温度、压强均不相同

C．温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强

D．温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强

解：①分子平均平动动能

3

2

tk

kT

ε-=，依题意，两种气体温度相同。

②有理想气体状态方程pV=M

RT

μ

，得气体密度

p

RT

μ

ρ

=，依题意，

1

p

μ

∞

[

A ]2、三个容器A、B、C中装有同种理想气体，其分子密度之比为::

A B C

n n n=4:2:1，方

，则其压强之比为::

A B C

p p p

为

A.1:2:4

B.4:2:1

C.1:1:1

D.4:1:1/4 解：①p nkT

=；②依题意，::1:4:16

A B C

T T T=

[ C ]3、按照麦克斯韦分子速率分布定律具有最概然速率的分子，其动能为

A．1/2kT B.3/2kT C.kT D.3/2RT

解：①最概然速率

p

v=

p

v的分子的动能是：2

112

22

f p f

f

kT

m v m kT

m

==

[ A ]4、有A、B两容积不同的容器，A中装有单原子理想气体，B中装有双原子理想气体。

若两种气体的压强相同，则这两种气体的单位体积内的内能

A B

E E

V V

⎛⎫⎛⎫

⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭

和的关系为

A．

A B

E E

V V

⎛⎫⎛⎫

<

⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭

B.

A B

E E

V V

⎛⎫⎛⎫

>

⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭

C.

A B

E E

V V

⎛⎫⎛⎫

=

⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭

D.无法判断

解：根据内能公式

2

M i

E RT

μ

=与理想气体状态方程

M

pV RT

μ

=求

E

V

[ D ]5、关于可逆过程和不可逆过程的判断：

（1）可逆热力学过程一定是准静态过程

（2）准静态过程一定是可逆过程

（3）不可逆过程能就是不能向相反方向进行的过程

（4）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程

以上4种判断正确的是

A.（1）、（2）、（3）

B. （1）、（2）、（4）

C. （2）、（4）

D.(1)、(4)

解：①根据准静态过程及可逆过程定义分析；②凡有摩擦的过程都涉及功热转换这一与热现象有关的自然宏观过程，而功热转换一定是不可逆过程；只有无摩擦的准静态过程才是可逆过程。

[ C ]6、设dQ 一个微元过程中所吸收的热，T 表示系统的温度，21dQ

T ⎰为系统从状态1

到2过程中的积分，则热力学系统的任一两个平衡状态1和2熵差21S S - A. 与系统状态变化的具体过程有关，由该过程的积分21

dQ

T

⎰决定 B. 可用任意过程中的积分2

1dQ

T

⎰

表示 C. 可用任意可逆过程中的积分21dQ

T ⎰表示

D. 可用任意不可逆过程中的积分21dQ

T

⎰表示

解：21S S -=21dQ

T

⎰求熵差时要注意积分路线必须是连接状态1、状态2两平衡状态的任意

一个可逆过程。因为熵是状态函数，与过程无关，所以利用这种过程求出的熵差是原过程的状态1、2之间的熵差。 [ B ]7、理想气经历如图所示的abc 准静态过程，则该系统对外做功A ，从外界吸收的热量Q 和内能的增量E 的正负情况

A ．E>0,Q>0,A<0 B. E>0,Q>0,A>0 C. E>0,Q<0,A<0 D. E<0,Q<0,A>0

解：①ab 是等容过程，因此在这个过程中系统与外界之间没有做功。在bc 过程中，系统体积增加对外做功，故A>0。

②理想气体的内能是温度的单值函数，其等温线在p-V 图上是双曲线，且温度愈高每条等温线离开p 轴、V 轴就愈远。图中c 点、a 点处于不同的等温线上，因为0c a T T ->，所以0E ∆>

[ D ]8、甲说：由热力学第一定律可证，任何能等于1。乙说：热力学第二定律可表示为效率等于100％的热机不可能制成。丙说：第一定律可证明任何可逆热机的效率都等于1-21T T 。丁说：由热力学第一定律可证明理想气体可逆卡诺热机的循环效率等于1-21

T

T 。 以上说法正确的是

A.甲、乙、丙、丁全对

B. 甲、乙、丙、丁全错

C. 甲、乙、丁对，丙错

D. 乙、丁对，甲、丙错

解：效率100%的热机不违反热力学第一定律，由此可否定A 、C 两项。显然乙是正确的，又热力学第一定律，的一般热机效率211Q Q η=-

，而可逆卡诺循环中有：2211

Q T

Q T =则丁正确 [ A ]9、一绝热容器被隔板分成两半，一半真空，另一半是理想气体，若把隔板抽出，气

体将进行自由膨胀，达到平衡后，则

A. 温度不变，熵增加

B. 温度升高，熵增加

C.温度降低，熵增加

D. 温度不变，熵不变