《大学物理》热学习题课 (1)
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一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03.温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系:(A) ε和w都相等 (B) ε相等,w 不相等 (C) w 相等,ε不相等 (D) ε和w 都不相等4.在标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ,则其内能之比E 1 / E 2为:(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35.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) 06.两瓶不同种类的理想气体,它们的温度和压强都相同,但体积不同,则单位体积内的气体分子数n ,单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V ),单位体积内的气体质量ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ不同 (B) n 不同,(E K /V )不同,ρ相同(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ不同 (D) n 相同,(E K /V )相同,ρ相同7.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同,分子平均平动动能相同,而且它们都处于平衡状态,则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(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8.关于温度的意义,有下列几种说法:(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度;(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义;(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同;(4) 从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
合肥学院《大学物理Ⅰ》自主学习材料《大学物理学》热力学基础一、选择题13-1.如图所示,bca 为理想气体的绝热过程,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( )pa2(A)b1a 过程放热、作负功,b2a 过程放热、作负功;c(B)b1a 过程吸热、作负功,b2a 过程放热、作负功;1b(C)b1a 过程吸热、作正功,b2a 过程吸热、作负功;VO (D)b1a 过程放热、作正功,b2a 过程吸热、作正功。
【提示:体积压缩,气体作负功;三个过程中 a 和b 两点之间的内能变化相同,bca 线是绝热过程,既不吸热也不放热,b1a 过程作的负功比b2a 过程作的负功多,由Q W E 知b2a 过程放热,b1a 过程吸热】13-2.如图,一定量的理想气体,由平衡态 A 变到平衡态B,且他们的压强相等,即P P 。
A B问在状态 A 和状态 B 之间,气体无论经过的是什么过程,气体必然( )p (A)对外作正功;(B)内能增加;(C)从外界吸热;(D)向外界放热。
AB【提示:由于T T ,必有A B E E ;而功、热量是A BV 过程量,与过程有关】O13-3.两个相同的刚性容器,一个盛有氢气,一个盛氦气( 均视为刚性理想气体) ,开始时它们的压强和温度都相同,现将 3 J 的热量传给氦气,使之升高到一定的温度,若氢气也升高到同样的温度,则应向氢气传递热量为( )(A) 6 J ;(B)3 J ;(C)5 J ;(D)10 J 。
【提示:等体过程不做功,有Q E ,而M iE R TM 2mol,所以需传 5 J 】13-4.有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程,则在理论上可以实现的是()pp绝热等温绝热等体等温绝热Op 等()AV Op()B等压V 绝热绝热体等温绝热OOVV ()C()D【提示:(A) 绝热线应该比等温线陡,(B)和(C)两条绝热线不能相交】热力学基础-1合肥学院《大学物理Ⅰ》自主学习材料13-5.一台工作于温度分别为327℃和27℃的高温热源与低温热源之间的卡诺热机,每经历一个循环吸热2000J,则对外做功()(A)2000 J ;(B)1000 J ;(C)4000 J ;(D)500 J 。
一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。
根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v2.一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为T ,气体分子的质量为m 。
根据理想气体分子模型和统计假设,分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 03.温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系:(A) ε和w都相等 (B) ε相等,w 不相等 (C) w 相等,ε不相等 (D) ε和w 都不相等4.在标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ,则其内能之比E 1 / E 2为:(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 35.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) 06.两瓶不同种类的理想气体,它们的温度和压强都相同,但体积不同,则单位体积内的气体分子数n ,单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V ),单位体积内的气体质量ρ,分别有如下关系:(A) n 不同,(E K /V )不同,ρ不同 (B) n 不同,(E K /V )不同,ρ相同(C) n 相同,(E K /V )相同,ρ不同 (D) n 相同,(E K /V )相同,ρ相同7.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同,分子平均平动动能相同,而且它们都处于平衡状态,则它们(A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同(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8.关于温度的意义,有下列几种说法:(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度;(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义;(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同;(4) 从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。
大学物理热学练习题及答案第一题:一个物体的质量是1 kg,温度从20°C升高到30°C,如果物体的比热容是4200 J/(kg·°C),求物体吸收的热量。
解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。
代入数据得:Q = 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × (30°C - 20°C)= 1 kg × 4200 J/(kg·°C) × 10°C= 42,000 J所以物体吸收的热量为42,000 J。
第二题:一块金属材料的质量是0.5 kg,它的比热容是400 J/(kg·°C),经过加热后,材料的温度升高了60°C。
求该金属材料所吸收的热量。
解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。
代入数据得:Q = 0.5 kg × 400 J/(kg·°C) × 60°C= 12,000 J所以金属材料吸收的热量为12,000 J。
第三题:一个热容为300 J/(kg·°C)的物体,吸收了500 J的热量后,温度升高了多少摄氏度?解答:根据热量公式Q = mcΔθ,其中 Q 表示吸收的热量,m 表示物体的质量,c 表示比热容,Δθ 表示温度变化。
将已知数据代入公式:500 J = m × 300 J/(kg·°C) × Δθ解方程得:Δθ = 500 J / (m × 300 J/(kg·°C))= 500 J / (m/(kg·°C)) × (kg·°C/300 J)= (500/300) °C≈ 1.67°C所以温度升高了约1.67°C。
热力学第一定律习题讨论★例题1 一些基本过程的Q 、W 、∆U 、∆H 计算过程W Q ∆U ∆H i.g. 自由膨胀0 0 0 0 i.g. 等温可逆 nRTln(V 2/V 1) W 0等压 理想气体可逆 任意物质 p ∆V=Q p -∆U p ∆V=Q p -∆U⎰21T T p dT C ⎰21T T p dT C ⎰21T T V dT CQ p -W⎰21T T p dT C ⎰21T T p dT C 等容 理想气体 可逆 任意物质0 0 ⎰21T T V dT C⎰21T T V dT C⎰21T T V dT C⎰21T T V dT C ⎰21T T p dT C∆U+V ∆pi.g. 绝热可逆 -∆U= γ--11122V p V p0 ⎰21T T V dT C ⎰21T T p dT C i.g. 多方可逆 δ--11122V p V p∆U+W ⎰21T T V dT C⎰21T T p dT C可逆相变 (等温等压) p e ∆V Q p Q p -W Q p 化学反应 (等温等压)p e ∆VQ pQ p -W= nRTH m r ∆-∆Q p =∑Φ∆iim f i H ,ν例题2 气体由温度T 1变至T 2,吸收热量Q ,不做其他功,试分别考虑下列六项热力学关系在甲、乙、丙、丁四种情况下是否成立? (甲) i.g. 等压过程 (乙) i.g. 等容过程 (丙) r.g. 等压过程 (丁) r.g.等容过程∆U=C V ∆T √ √ ⨯ √ ∆H=C p ∆T √ √ √ ⨯ ∆U=Q V ⨯ √ ⨯ √ ∆H=Q P √ ⨯ √ ⨯ ∆U=Q-W √ √ √ √ ∆H=∆(U+pV) √ √ √ √dV V U dT T U dU T V )()(∂∂+∂∂= i.g. T VU)(∂∂=0,dU=C V dTr.g. dV=0, dU=C V dT例题3 1 mol i.g.从0℃分别经等容和等压加热到100℃,两过程的终态是否相同?∆U 、∆H 、W 、Q 是否相等?(目的:说明i.g.的U 和H 仅是温度的函数,Q 和W 与过程有关)解:T 1=0℃, T 2=100℃等容过程1:dV=0W 1=0 Q 1=∆U 1=C V (T 2-T 1)∆H 1=C p (T 2-T 1)等压过程2:dp=0Q 2=∆H 2=C p (T 2-T 1)∆U 2=C V (T 2-T 1)W 2=Q 2-∆U 2= C p (T 2-T 1)- C V (T 2-T 1)=R(T 2-T 1)=p 2V 2-p 1V 1=∆(pV) 因此,两过程的终态不同。