专题十四 热学(讲解部分)

专题十四 热学

考点一 分子动理论

1.(2013北京理综,13,6分)下列说法正确的是( )

A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动

B.液体分子的无规则运动称为布朗运动

C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加

D.物体对外界做功,其内能一定减少

答案 A

2.(2013重庆理综,10(1),6分)某未密闭房间内的空气温度与室外的相同,现对该室内空气缓慢加热,当室内空气温度高于室外空气温度时,( )

A.室内空气的压强比室外的小

B.室内空气分子的平均动能比室外的大

C.室内空气的密度比室外的大

D.室内空气对室外空气做了负功

答案 B

3.(2013福建理综,29(1),6分)下列四幅图中,能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是

。(填选图下方的字母)

答案 B

4.(2013课标Ⅰ,33(1),6分)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.分子力先增大,后一直减小

B.分子力先做正功,后做负功

C.分子动能先增大,后减小

D.分子势能先增大,后减小

E.分子势能和动能之和不变

答案 BCE

5.(2013山东理综,36(1))下列关于热现象的描述正确的一项是( )

a.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%

b.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的

c.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同

d.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的

答案 c 考点二 热力学定律和能量守恒定律

6.[2013福建理综,29(2),12分]某自行车轮胎的容积为V,里面已有压强为p0的空气,现在要使轮胎内的气压增大到p,设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,轮胎容积保持不变,则还要向轮胎充入温度相同,压强也是p0,体积为

绪 论

一、概念

1．传热学：研究热量传递规律的科学。

2．热量传递的基本方式：热传导、热对流、热辐射。

3．热传导(导热)：物体的各部分之间不发生相对位移、依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。（纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。）

4．热流密度：通过单位面积的热流量(W／m2)。

5．热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。

6．自然对流：由于流体密度差引起的相对运功c

7．强制对流：出于机械作用或其他压差作用引起的相对运动。

8．对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。

9．辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。

10．热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。

11．辐射换热：不直接接触的物体之间，出于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。

12．传热过程；热流体通过固体壁而将热量传给另一侧冷流体的过程。

13．传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1时所产生的热流密度)/(2kmW。

14．单位面积上的传热热阻：kRk1

单位面积上的导热热阻：R。

单位面积上的对流换热热阻：hR1

对比串联热阻大小就可以找到强化传热的主要环节。

15．导热系数

是表征材料导热性能优劣的系数，是一种物性参数，不同材料的导热系数的数值不同，即使是同一种材料，其值还与温度等参数有关。对于各向异性的材料，还与方向有关。

常温下部分物质导热系数：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30-50；水：0.599；空气：0.0259；保温材料：<0.14；水垢：1-3；烟垢：0.1-0.3。 16．表面换热系数h

不是物性参数，它与流体物性参数、流动状态、换热表面的形状、大小和布置等因素都有关。

17．稳态传热过程（定常过程）：物体中各点温度不随时间而变。

2010-2011春 《热学》习题

邢玉梅2011-05-13

1 第三章 输运现象与分子动理学理论的非平衡态理论

习题四：

1. 氧气在标准状态下的扩散系数：D1.9105m2s1 求氧分子的平均自由程。

解：

D13v138RTMm3DMm8RT3(1.9105m2s1)3.1416(32103kgmol1)8(8.31Jmol1K1)(273K)1.34107m

2. 已知氦气和氩气的原子量分别为4和40，它们在标准状态嗲的沾滞系数分别为

He18.8106Nsm2和 Ar21.0106Nsm2，求：（1）氩分子与氦分子的碰撞截面之比Ar/He ；（2）氩气与氦气的导热系数之比 Ar/He；（3）氩气与氦气的扩散系数之比DAr/DHe 。

解：已知 MHe4.0gmol1,MAr40gmol1

（1）根据 mv32, v8kTm

得出mv3223kTm23kTMmNA

由此Ar/HeHeArMArMHe18.821.04042.83

（2）根据Cv,mMm 由于氮氩都是单原子分子，因而摩尔热容Cv,m相同

Ar/HeArHeMHeMAr21.0418.8400.112

（3） D13vPMmRTDArDHeArHeMHeMAr21.0418.8400.112现P、T都相同，

3. 两个长为100cm，半径分别为10.0cm和10.5cm的共轴圆筒套在一起，其间充满氢气，若氢气的沾滞系数为8.7106Nsm2 ，问外筒的转速多大时才能使不动的内筒受到107dyn的作用力？(1dyn=10-5N)

解：根据公式/231RLf， 2010-2011春 《热学》习题

《热学》试卷（五）

班级_______ 姓名_________ 学号________

题型 一 二 三 总分 分值 24 30 8 8 101010100 得分

一、选择题（24%,每小题3分） 1、设、为两种不同理想气体的分子质量，1μ2μ21v、22v分别为它们的方均根速率，

则在气体温度相等的情况下，下列那个关系式是正确的 （ ） A、2221vv=21μμ B、2221vv=21μμ C、2221vv=12μμ D、21v=22v

2、理想气体在等容过程中，其分子平均自由程与温度关系为（ ） A、成正比 B、成反比 C、无关

3、某理想气体状态变化时，内能随压强的变化关系如图中的直线AB所示，则A到B

的变化过程一定是（ ） A、等压过程 B、等容过程

C、等温过程 D、绝热过程

4、下列说法中正确是（ ） A、物体的温度越高，则热量越多

B、物体在一定状态时，具有一定的热量

C、物体的温度愈高，则其内能越大

1D、物体的内能愈大，则具有的热量越多 5、由理想气体的状态方程可知，对一定量理想气体的等容过程，下列适用的方程是

（ ） A、pdv+vdp=0 B、0vdppdv=+γ

C、pdv=RdTMμ D、vdp=RdTMμ

6、若高温热源的温度为低温热源度的m倍，以理想气体为工质的卡诺热机工作于上述

高、低温热源之间，则从高温热源吸收的热量与向低温热源放出的热量之比为（ ） A、m1m+ B、m1m− C、m D、m-1

7、设a为气体分子的方均根速率，ρ为气体的质量密度,则按气体动理论,理想气体的压

强P为（ ）

A、P= B、2aρa31Pρ= C、2a31Pρ= D、ρ=3aP2

8、一容积不变的容器内充有一定量的某种理想气体，其分子的平均速率为v，若将该理

想气体分子的平均速率提高到原来的两倍，则（ ）

A、温度提高到原来的两倍，压强提高到原来的四倍

B、温度提高到原来的两倍，压强提高到原来的两倍