2013春福师《热力学与统计物理》在线作业一

第一章 习题10.(a)等温条件下,气体对外作功为22ln 2V VVVdVW pdV RT RT V===⎰⎰ln 2Q W RT =-=- ()0U ∆=(b)等压条件下,由PV RT =,得RTP V =所以 o o o o o o RT V P V V P W ==-=)2( 当体积为2V 时 22P VPV T T R R=== 1252TP P T Q C dT C T RT ===⎰11.(1) ()521 2.110P Q C n T T cal =-=⨯⎪⎭⎫⎝⎛==25041000n (2) 51.510VU nC T cal ∆=∆=⨯ (3)4610W Q U cal =-∆=⨯ (4) 因为0W =,所以51.510Q U cal =∆=⨯12.由热力学第肯定律Q d W d dU += (1)对于准静态过程有PdV W d -=对志向气体V dU C dT =气体在过程中汲取的热量为dTC Q d n =由此()n V C C dT PdV -= (2)由志向气体物态方程RT n PV += (3) 且 P VC C n R +-= 所以 ()()n V P V dT dVC C C C T V-=- (4) 对志向气体物态方程(3)求全微分有dV dP dT V P T+= (5)(4)与(5)联立,消去dTT ,有()()0n V n P dP dVC C C C P V-+-= (6)令n Pn V C C n C C -=-,可将(6)表示为0dV dPn V P += (7)若,,n V P C C C 均为常量,将(7)式积分即得nPV C = (8)式(8)表明,过程是多方过程.14. (a) 以T,P 为电阻器的状态参量,设想过程是在大气压下进行的,假如电阻器的温度也保持为27C 不变,则电阻器的熵作为状态函数也保持不变.(b) 若电阻器被绝热壳包装起来,电流产生的焦耳热Q 将全部被电阻器汲取而使其温度由i T 升为f T ,所以有2()P f imC T T i Rt -= 2600f i Pi RtT T K mC =+= （1卡 = 4.1868焦耳）139.1ln-•===∆⎰K cal T T mC TdT mC S ifT T p p fi15．依据热力学第肯定律得输血表达式Q d W d dU += （1）在绝热过程中，有0=Q d ，并考虑到对于志向气体dT C dU v = （2）外界对气体所作的功为：pdV w d -=，则有0=+pdV dT C v （3）由物态方程nRT pV =,全微分可得nRdT Vdp pdV =+ （4）考虑到对于志向气体有)1(-=-=γv v p C C C nR ，则上式变为dTC Vdp pdV v )1(-=+γ （5）把（5）和（3）式，有0=+pdV Vdp γ （6）所以有 V p V p sγ-=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂ （7）若m 是空气的摩尔质量,m +是空气的质量，则有V m +=ρ和m m n +=ss s VV p p ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ρρ ssV p m V p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+2ρ （8）将式（7）代入（8）式，有+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂m pV p sγρ （9） 由此可得+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=m pV p v sγρ有物态方程RT m m nRT pV +==，代入上式，得m RTmpVv γγ==+17.(1) 0C 的水与温度为100C 的恒温热源接触后水温升为100C ,这一过程是不行逆过程.为求水、热源和整个系统的熵变，可以设想一个可逆过程，通过设想的可逆过程来求不行逆过程前后的熵变。

单选题1.一级相变和二级相变的特点()A.所有物理性质都发生突变B.化学势一阶偏导数发生突变为一级相变，二阶偏导数发生突变为二级相变C.只有比容发生突变的为一级相变，比热发生突变为二级相变D.只有比热发生突变的为一级相变，比容发生突变为二级相变答案:B2.容器中储有1摩尔理想气体，温度T为27度，则分子平均平动动能为（）A.3403JB.3739JC.2493JD.6232J答案:B3.系统与系综的关系是：()A.系综是大量结构相同，宏观约束条件相同系统的集合B.系综是大量不同结构，但宏观约束条件相同系统的集合C.系统和系综都是宏观存在的实际物体D.系统和系综完全是一回事，只是在统计物理中不同的称谓答案:A4.在体系温度恒定的变化过程中，体系与环境之间：A.一定产生热交换B.一定不产生热交换C.不一定产生热交换D.温度恒定与热交换无关答案:C5.描述热力学系统无序程度的状态参量熵S与热力学概率W间满足玻耳兹曼关系式为：A.S=klnWB.S=-klnWC.S=lnWD.S=1/lnW答案:A6.某理想气体,初态温度为T,体积为V,先绝热变化使体积变为2V,再等容变化使温度恢复到T,最后等温变化使气体回到初态,则整个循环过程中,气体A.向外界放热.B.从外界吸热.C.对外界做正功.D.内能减少.答案:B7.某体系等压过程A→B的焓变∆H与温度T无关，则该过程的：（）A.∆U与温度无关；B.∆S与温度无关；C.∆A与温度无关；D.∆G与温度无关。

答案:B8.一可逆的卡诺热机在27℃及127℃的两个热源之间操作，其最大理论效率为多少？A.79B.75C.25D.21答案:C9.玻色-爱因斯坦凝集()A.只有绝对零度时才能发生B.没有激发态粒子C.气体分子间平均距离极小于它的热波长D.气体分子间平均距离极大于它的热波长答案:C10.微正则系综是()A.一种假设B.正则运动方程的解C.经典力学描述的系统D.量子力学描述的系统答案:A11.一密闭系统吸收100焦耳之热量，并同时外界作功40焦耳，則其內能变化量？A.增加140JB.減少140JC.減少60JD.增加60J答案:D12.体系的微观性质和宏观性质是通过（）联系起来的。

[2020年度]福师《热力学与统计物理》在线作业一注：本科有多套试卷，请核实是否为您所需要资料，本资料只做参考学习使用！！！一、单选题（共25题，50分）1、关于节流过程描述正确的是（）[A]节流过程是一个可逆过程[B]节流过程是一个等焓过程[C]多孔塞前后的温度T不会变化[D]以上都不正确[提示]运用所学知识，并对上述题目作出选择本题参考选择是：[B]2、下列关于卡诺循环的说法正确的是____。

[A]卡诺循环的热效率不一定小于1[B]它由两个等温过程和两个绝热过程[C]卡诺循环的热效率与两个热源的温度有关[D]卡诺循环的热效率与工质的性质和热机的类型无关[提示]运用所学知识，并对上述题目作出选择本题参考选择是：[A]3、关于玻色子的说法错误的是( )[A]自旋量子数为半整数的粒子属于玻色子[B]π介子属于玻色子[C]同粒子是不可分辨的[D]每一个量态上所容纳的粒子数不受限制[提示]运用所学知识，并对上述题目作出选择本题参考选择是：[A]4、在标准状况下，测得一铜块的体胀系数和等温压缩系数分别为α=4.85×10-5K和κ=7.8×10-7 pn，α和κ可以近似看作常量。

今使铜块加热至10℃。

问压强要增加( )p 才能使铜块的体积维持不变.[A]485[B]622[C]780[D]10[提示]运用所学知识，并对上述题目作出选择本题参考选择是：[B]5、下列关于孤立系描述错误的是（）[A]孤立系是指与外界既没有能量交换又没有物质交换的系统。

[B]孤立系是指与外界只有能量交换，但没有物质交换的系统。

[C]孤立系是指与外界既有物质交换，又有能量交换的系统。

福师《热力学与统计物理》在线作业一-0002
对于三种分布的研究对象描述有误的是( )
选项【A】:费米分布仅适用于费米子
选项【B】:玻尔兹曼分布适用于三种粒子
选项【C】:系统都是孤立系
选项【D】:都是由全同的、近独立粒子组成
正确选项：B
一个电阻器的质量时10g，阻值为25欧，比热容c为0.84J/(g?k)，初温为27度，它被一绝热壳包装起来，当10A的电阻通过它时，1s内后，它的熵增加____。

选项【A】:0J/K
选项【B】:5800 J/K
选项【C】:5.8 J/K
选项【D】:以上都不对
正确选项：C
选项【A】:A
选项【B】:B
选项【C】:C
选项【D】:D
正确选项：C
关于温度的理解错误的是（）
选项【A】:温度是表征物体冷热程度的物理量
选项【B】:温度反映了两物体处于热平衡的性质
选项【C】:温度是表征组成系统的微观粒子无规则运动的剧烈程度的物理量选项【D】:以上说法都不对
正确选项：D
水和冰共存的是什么系统（）。

热力学与统计物理试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 热力学第一定律表明能量守恒，下列哪项描述是正确的？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量可以从一个物体转移到另一个物体C. 能量可以被转化为物质D. 能量可以从高熵状态自发地转移到低熵状态答案：B2. 根据热力学第二定律，下列哪项描述是正确的？A. 熵是一个状态函数B. 熵总是减少的C. 自然过程总是向熵增加的方向发展D. 熵是一个过程量答案：C3. 理想气体的状态方程是：A. PV = nRTB. PV = nRT + 常数C. PV = nRT - 常数D. PV = nRT^2答案：A4. 以下哪种情况下，系统的熵会增加？A. 气体从高压区域膨胀到低压区域B. 气体被压缩C. 液体凝结成固体D. 固体熔化成液体答案：A5. 统计物理中，配分函数Z的物理意义是：A. 系统的总能量B. 系统的熵C. 系统的自由能D. 系统的微观状态数答案：D6. 绝对零度是：A. 温度的上限B. 温度的下限C. 压力的上限D. 压力的下限答案：B7. 以下哪种过程是可逆的？A. 气体的自由膨胀B. 气体的绝热压缩C. 气体的等温膨胀D. 气体的等压膨胀答案：C8. 以下哪种情况下，系统的吉布斯自由能会减少？A. 系统在恒温恒压下做功B. 系统在恒温恒压下吸收热量C. 系统在恒温恒压下放出热量D. 系统在恒温恒压下吸收热量并做功答案：C9. 理想气体的内能仅取决于：A. 体积B. 温度C. 压力D. 摩尔数答案：B10. 以下哪种情况下，系统的亥姆霍兹自由能会减少？A. 系统在恒温下做功B. 系统在恒温下吸收热量C. 系统在恒温下放出热量D. 系统在恒温下吸收热量并做功答案：B二、填空题（每题4分，共20分）11. 热力学第一定律的数学表达式为：ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统的内能变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做的功。

12. 热力学第二定律的开尔文表述是：不可能从单一热源吸热使之完全转化为功而不产生其他影响。

热力学与统计物理课后习题答案第一章1.1 试求理想气体的体胀系数α,压强系数β和等温压缩系数κT 。

解：已知理想气体的物态方程为,pV nRT = （1）由此易得11,p V nR V T pV Tα∂⎛⎫=== ⎪∂⎝⎭ （2） 11,V p nR p T pV Tβ∂⎛⎫=== ⎪∂⎝⎭ （3） 2111.T T V nRT V p V p pκ⎛⎫⎛⎫∂⎛⎫=-=--= ⎪ ⎪ ⎪∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ （4）1.2 证明任何一种具有两个独立参量,T p 的物质，其物态方程可由实验测得的体胀系数α及等温压缩系数κT ，根据下述积分求得：()ln T V =αdT κdp -⎰如果11,T T pακ==，试求物态方程。

解：以,T p 为自变量，物质的物态方程为(),,V V T p =其全微分为.p TV V dV dT dp T p ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ （1） 全式除以V ，有11.p TdV V V dT dp V V T V p ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭根据体胀系数α和等温压缩系数Tκ的定义，可将上式改写为.TdVdT dpVακ=-（2）上式是以,T p为自变量的完整微分，沿一任意的积分路线积分，有()ln.TV dT dpακ=-⎰（3）若11,TT pακ==，式（3）可表为11ln.V dT dpT p⎛⎫=-⎪⎝⎭⎰（4）选择图示的积分路线，从00(,)T p积分到()0,T p，再积分到（,T p），相应地体积由V最终变到V，有000ln=ln ln,V T pV T p-即00p VpVCT T==（常量），或.pV CT=（5）式（5）就是由所给11,T T pακ==求得的物态方程。

确定常量C 需要进一步的实验数据。

1.3 在0C 和1n p 下，测得一铜块的体胀系数和等温压缩系数分别为51714.8510K 7.810.n p ακ----=⨯=⨯T 和T ακ和可近似看作常量，今使铜块加热至10C 。

福建师范大学智慧树知到“物理学”《热力学与统计物理》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共15题)1.在T - S 图中等容线与等压线的斜率之比为Y。

( )A.正确B.错误2.下列关于卡诺循环的说法正确的是____。

A.它由两个等温过程和两个绝热过程B.卡诺循环的热效率与工质的性质和热机的类型无关C.卡诺循环的热效率与两个热源的温度有关D.卡诺循环的热效率不一定小于13.关于玻色子的说法错误的是( )A.自旋量子数为半整数的粒子属于玻色子B.每一个量态上所容纳的粒子数不受限制C.同粒子是不可分辨的D.π介子属于玻色子4.热力学第二定律可以表述为不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。

( )A.正确B.错误5.两个全同粒子分布在相同能级的三个不同状态a、b和c中，一个粒子处在状态a，一个粒子处在状态b，如果它们是玻耳兹曼粒子(即经典粒子)，则这一分布出现的概率是____。

A.4/9B.2/9C.1/9D.06.以下表述不正确的是( )A.系统处于稳定态时，能量最高B.孤立系在处于平衡时，熵具有最大值C.在T、p不变的条件下，封闭系统的自发过程朝自由焓减小的方向进行，系统平衡态的自由焓最小D.在T、V不变的条件下，封闭系统的自发过程朝自由能减小的方向进行，系统平衡态的自由能最小7.热力学与统计物理学的研究对象是____。

A.研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质B.研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律C.研究固体的性质、它的微观结构及其各种内部运动D.由大量粒子(分子、原子、离子等等)所组成的系统的宏观性质8.热力学第零定律可以表述为如果两个物体(如A与B)都与第三个物体(如C)达到热平衡，则它们彼此处于热平衡。

( )A.正确B.错误9.非平衡态可能是定态。

( )A.正确B.错误10.关于费米子的说法正确的是____。

A.自旋量子数是整数B.每一个量态上只能容纳1个粒子C.全同粒子是可分辨D.不遵循泡利不相容原理11.温度相等是系统平衡的充要条件。

奥鹏17春16秋福师《热力学与统计物理》在线作业一一、单选题（共25 道试题，共50 分。

）1. 关于热力学的说法中错误的是____。

A. 热力学主要是宏观的角度出发来研究热力学系统的性质B. 它从大量重复出现的现象中总结出自然界的一些普遍的、基本的、系统的有关热现象的规律C. 它不存在局限性D. 它没有涉及到物质的微观结构，所以无法揭露热现象的本质正确答案：2. 关于玻色子的说法错误的是( )A. 自旋量子数为半整数的粒子属于玻色子B. π介子属于玻色子C. 同粒子是不可分辨的D. 每一个量态上所容纳的粒子数不受限制正确答案：3. 固体热容量的爱因斯坦理论的主要内容有____。

A. 认为每一个原子都在平衡位置附近作微小的简谐振动，且振动频率ω相同B. 认为每一个原子都有3个振动自由度C. 每一个振子的能量表达式：ε=（n+1/2）?ω，n=0，1，2…D. 以上都属于正确答案：4. 一个电阻器的质量时10g，阻值为25欧，比热容c为0.84J/(g.k)，初温为27度，它被一绝热壳包装起来，当10A的电阻通过它时，1s内后，它的熵增加( )A. 0J/KB. 5800 J/KC. 5.8 J/KD. 以上都不对正确答案：5. 描述气体（或液体、固体）状态的独立变量数目是（）A. 1B. 2C. 3D. 4正确答案：6. 根据能量均分定理，一个双原子分子的平均能量为____。

A. ε=7kT/2B. ε=5kT/2C. ε=3kT/2D. ε=kT/2正确答案：7.A. AB. BC. CD. D正确答案：8. 热力学与统计物理学的研究对象是（）A. 研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律B. 研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质C. 由大量粒子（分子、原子、离子等等）所组成的系统的宏观性质D. 研究固体的性质、它的微观结构及其各种内部运动正确答案：9. 热力学第一定律的重要性有____。

A. 它推广了机械能守恒定律到热现象中，是能量守恒与转换定律在热现象中的具体表现B. 它否定了制造第一类永动机（不供给能量而不断对外作功的机制）的可能性C. 它定义了内能、热量D. 以上都属于正确答案：10. 一个电阻器的质量时10g，阻值为25欧，比热容c为0.84J/(g?k)，初温为27度，它被一绝热壳包装起来，当10A的电阻通过它时，1s内后，它的熵增加____。

第一章 热力学的基本规律习题 1.1[1.1*作业]试求理想气体的体胀系数α,压强系数β和等温压缩系数T κ。

解：由得：nRT PV = Vn R T P Pn R T V ==;所以, T P nR V T V V P 11)(1==∂∂=αTPVRn TPP V /1)(1==∂∂=βP Pn R T V P V V T T /111)(12=--=∂∂-=κ习题 1.2 [1.2*作业]试证明任何一种具有两个独立参量的物质p T ,,其物态方程可由实验测得的体胀系数α及等温压缩系数T κ,根据下述积分求得:⎰-=)(ln dp dT V T κα如果T1=α,PT 1=κ,试求物态方程。

解：1. 因为0),,(=p V T f ,所以,我们可写成),(p T V V =,由此,dppV dT TV dV T p )()(∂∂+∂∂=因为T T p pVV T V V )(1,)(1∂∂-=∂∂=κα所以, dpdT VdV dp V dT V dV T T κακα-=-=,所以, ⎰-=dp dT V T καln (1)即物态方程可由实验测得的体胀系数α及等温压缩系数T κ,根据(1)积分求得. 证毕2. 当p T T /1,/1==κα时,由(1)C pV T V pdp TdT V ln ln ln ln ln +-=⇒-=⎰所以 CT pV =根据阿伏伽得罗定律,对于具有相同”物质的量”的各种理想气体, T pV /的数值是相等的,我们用R 表示对1mol 气体该常量的值,名为摩尔气体常量.由1mol 理想气体在冰点(K T 15.2730=)及1n P 下的体积133010414.22--⨯=molm V 得到113003145.810414.2215.273101325---=⨯===KJmolV T P C R n对n 摩尔理想气体有 nRT pV =习题 1.3测得一块铜块的体胀系数和等温压缩系数分别为1510*85.4--=K α和1710*8.7--=n T p κ，T κα,可近似看作常量，今使铜块加热至10C。