大學物理：復習 [熱學部分]

《大學物理：復習 [熱學部分]》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《大學物理：復習 [熱學部分]（31頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 例例 在一密閉容器內，儲有在一密閉容器內，儲有A、B、C三種理想三種理想氣體，氣體，A氣體的分子數密度為氣體的分子數密度為n1，它產生的壓強為，它產生的壓強為P1，B氣體的分子數密度為氣體的分子數密度為2n1，C氣體的分子數密氣體的分子數密度為度為3n1，則混合氣體的壓強為，則混合氣體的壓強為（A）3P1 （B）4P1 （C）5P1 （D）6P1 例例 一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同, , 分子平均平分子平均平動動能相同動動能相同, , 而且它們都處于平衡狀態(tài)而且它們都處于平衡狀態(tài), , 則它們：則它們：（A A）溫度相同、壓強相同）溫度相同、壓強相同. .（B B）溫

2、度、壓強都不同）溫度、壓強都不同. .（C C）溫度相同）溫度相同, , 但氦氣的壓強大于氮氣的壓強但氦氣的壓強大于氮氣的壓強. .（D D）溫度相同）溫度相同, , 但氦氣的壓強小于氮氣的壓強但氦氣的壓強小于氮氣的壓強. . 例例 根據能量按自由度均分原理根據能量按自由度均分原理, ,設氣體分子為剛設氣體分子為剛性分子性分子, ,分子自由度數為分子自由度數為 i, ,則當溫度為則當溫度為 T 時時, ,（1）一個分子的平均動能為）一個分子的平均動能為 .（2）一摩爾氧氣分子的轉動動能總和為）一摩爾氧氣分子的轉動動能總和為 . 例例 有兩個相同的容器，容積不變有兩個相同的容器，容積不變. 一個

3、盛有氦氣一個盛有氦氣 , 另一個盛有氫氣（看成剛性分子）另一個盛有氫氣（看成剛性分子）, 它們的壓強和溫度它們的壓強和溫度都相等都相等, 現將現將 5J 的熱量傳給氫氣的熱量傳給氫氣, 使氫氣的溫度升高使氫氣的溫度升高, 如果使氦氣也升高同樣的溫度如果使氦氣也升高同樣的溫度, 則應向氦氣傳遞的熱量則應向氦氣傳遞的熱量是是 （A） 6J ； （B） 6J； （C） 3J ； （D） 2J . 例例 兩種氣體自由度數目不同兩種氣體自由度數目不同, ,溫度溫度相同相同, , 摩摩爾數相同爾數相同, ,下面哪種敘述正確下面哪種敘述正確: : （A A）它們的平均平動動能、平均動能、內能）它們的平均平動

4、動能、平均動能、內能都相同；都相同； （B B）它們的平均平動動能、平均動能、內能）它們的平均平動動能、平均動能、內能都不同都不同. . （C C）它們的平均平動動能相同，平均動能、）它們的平均平動動能相同，平均動能、內能都不同；內能都不同； （D D）它們的內能都相同，平均平動動能、平）它們的內能都相同，平均平動動能、平均動能都不同；均動能都不同； 例例 室內生起爐子后，溫度從室內生起爐子后，溫度從 150C 上升到上升到 270C，設升溫過程中，室內的氣壓保持不變，問升溫后室設升溫過程中，室內的氣壓保持不變，問升溫后室內分子數減少了百分之幾內分子數減少了百分之幾? 例例 一容器內儲有氧氣，

5、一容器內儲有氧氣， 溫度為溫度為 27oC, 其壓強其壓強為為 ，求求: ( (1) )氣體分子數密度氣體分子數密度 ; ( (2) )氧氣氧氣的密度的密度; ( (3) )分子的平均平動動能分子的平均平動動能; ( (4) )分子間的平均分子間的平均距離距離Pa1002. 15 例例 設有一恒溫容器，其內儲有某種理想氣體，若容設有一恒溫容器，其內儲有某種理想氣體，若容器發(fā)生緩慢漏氣，器發(fā)生緩慢漏氣，問問( (1) )氣體的壓強是否變化？為什么？氣體的壓強是否變化？為什么？( (2) )容器內氣體分子的平均平動動能是否變化？容器內氣體分子的平均平動動能是否變化？ 為什么？為什么？( (3) )

6、氣體的內能是否變化？為什么？氣體的內能是否變化？為什么？ 例：例：在一個以勻速率在一個以勻速率 v 運動的容器中運動的容器中, ,盛有分盛有分子質量為子質量為 m 的某種單原子理想氣體的某種單原子理想氣體, ,若使容器突然停若使容器突然停止運動止運動, ,則氣體狀態(tài)達到平衡后則氣體狀態(tài)達到平衡后, ,其溫度的增量其溫度的增量 T = ?T = ? 例例 已知分子數已知分子數 ，分子質量，分子質量 ，分布函數，分布函數 求求 1） 速率在速率在 間的分子數；間的分子數； 2）速率）速率在在 間所有分子動能之和間所有分子動能之和 . vv p)(vfNmpv 例例 如圖示兩條如圖示兩條 曲線分別表

7、示氫氣和曲線分別表示氫氣和氧氣在同一溫度下的麥克斯韋速率分布曲線，氧氣在同一溫度下的麥克斯韋速率分布曲線， 從圖從圖上數據求出氫氣和氧氣的最可幾速率。上數據求出氫氣和氧氣的最可幾速率。vv )( f)(vf1sm/v2000o 例例 計算在計算在 時，氫氣和氧氣分子的方均時，氫氣和氧氣分子的方均根速率根速率 .rmsvC27 例：例： 容器內盛有氮氣，壓強為容器內盛有氮氣，壓強為10atm、溫度為、溫度為27C，氮分子的摩爾質量為氮分子的摩爾質量為 28 g/mol,氮氣分子直徑為氮氣分子直徑為310-10m . . 分子數密度；分子數密度；. .分子質量；分子質量；. .質量密度；質量密度；

8、求求 已知已知: : p = 10atm， t = 27C，M = 28 g/mol,d = 310-10m. 求求 . .三種速率；三種速率； 已知已知: : p = 10atm， t = 27C，M = 28 g/mol,d = 310-10m. 求求 . .平均平動動能；平均平動動能； . .平均碰撞頻率；平均碰撞頻率；. . 平均自由程。平均自由程。 例例 一定量的理想氣體，由平衡態(tài)一定量的理想氣體，由平衡態(tài) A B ，則，則無論經過什么過程，系統(tǒng)必然：無論經過什么過程，系統(tǒng)必然： A）對外作正功；對外作正功； B）內能增加；內能增加； C）從外界吸熱；從外界吸熱； D） 向外界放熱。

9、向外界放熱。補充題補充題： 過程過程) 1 (pTbc0aa)2(bcaba;兩過程兩過程 和和 關系關系1Q2Q211, 0)(QQQA211, 0)(QQQB211, 0)(QQQC211, 0)(QQQDoPVACBD等溫等溫絕熱絕熱過程內能增量E/J作功W/J吸熱Q/JAB050BC-50CD-50-150DAABCD 循環(huán)效率循環(huán)效率 例例 一定量理想氣體的一定量理想氣體的循環(huán)過程如循環(huán)過程如 PV 圖所示，圖所示，請?zhí)顚懕砀裰械目崭裾執(zhí)顚懕砀裰械目崭? 問：問：一條等溫線與一條絕熱線能否有兩個交點？一條等溫線與一條絕熱線能否有兩個交點？例例 下列四個假想的循環(huán)過程，哪個可行？下列四

10、個假想的循環(huán)過程，哪個可行？pV絕熱絕熱等溫等溫（A）op絕熱絕熱絕熱絕熱（C）VopV等溫等溫絕熱絕熱（B）opV絕熱絕熱絕熱絕熱等溫等溫（D）o 圖中兩卡諾循環(huán)圖中兩卡諾循環(huán) 嗎嗎 ？212T1T2W1W21WW poVpoV2T1T2W1W3T21WW 例例 設高溫熱源的熱力學溫度是低溫熱設高溫熱源的熱力學溫度是低溫熱源熱力學溫度的源熱力學溫度的n倍，則理想氣體在一次卡倍，則理想氣體在一次卡諾循環(huán)中，傳給低溫熱源的熱量是從高溫諾循環(huán)中，傳給低溫熱源的熱量是從高溫熱源吸收熱量的熱源吸收熱量的 （A）n倍倍 （B） 1/n倍倍 （C） n-1倍倍 （D）(n+1)/n倍倍 例例 一定量的理想

11、氣體從體積一定量的理想氣體從體積 膨脹到體積膨脹到體積 分別經過如下的過程，其中吸熱最多的過程是什么過分別經過如下的過程，其中吸熱最多的過程是什么過程？（程？（A-BA-B等壓過程；等壓過程；A-CA-C 等溫過程；等溫過程；A-DA-D 絕熱過程）絕熱過程）AVBV 例：例：一定量的理想氣體經歷一定量的理想氣體經歷 acb 過程時吸熱過程時吸熱 200 J，則經歷則經歷acbda 過程時，做功多少過程時，做功多少？ebad)Pa10(5)m10(331414cpVoVPAB*O12絕熱絕熱例：例：討論理想氣體下圖過程中，各過程討論理想氣體下圖過程中，各過程 的正負的正負。Q 例例 已知已知

12、2 mol 氦氣氦氣 先等壓先等壓膨脹體積倍增，后絕熱膨脹至原溫度。膨脹體積倍增，后絕熱膨脹至原溫度。lVt20,C27111）畫畫 PV 圖圖2）在這過程中氦氣在這過程中氦氣吸熱吸熱3） A-B-C 過程氦氣的內能過程氦氣的內能 變化變化4） A-B-C 過程氣體做的總功過程氣體做的總功11m,KmolJ79.20pC例例: 一摩爾的理想氣體一摩爾的理想氣體,Cvm=3R/2，從初態(tài)，從初態(tài)A出發(fā)，出發(fā)，經歷如圖過程到經歷如圖過程到B，求過程中吸收的熱量，求過程中吸收的熱量:V (10-3 m3)1312p (105 Pa)AB01VOp2V3V1p2p123V 例例 1mol 雙原子分子理

13、想氣體經過如圖的過程，其雙原子分子理想氣體經過如圖的過程，其中中1 2 為直線過程為直線過程 、2 3 為絕熱過程、為絕熱過程、3 1 為等溫為等溫過程過程.已知已知 T1, T2 = 2T1 , V3 = 8V1 .求：求：1）各過程的功、各過程的功、熱量和內能變化；熱量和內能變化；2）此循環(huán)熱機效率此循環(huán)熱機效率. 例例 一定量的理想氣體，在一定量的理想氣體，在 P T 圖上經歷如圖所圖上經歷如圖所示的循環(huán)過程示的循環(huán)過程 abcda ，其中，其中 ab、cd 為兩個絕熱過程，為兩個絕熱過程，求：求：該循環(huán)過程的效率。該循環(huán)過程的效率。 （K）b （atm）cda300400PTo例例 設

14、有一以理想氣體為工作物質的熱設有一以理想氣體為工作物質的熱機循環(huán)，如圖所示，試證明其效率為：機循環(huán)，如圖所示，試證明其效率為： 1=p1V1V2p2()()11p1V1V2p2bacVpo絕熱絕熱例：例：把質量為把質量為、比熱容（單位質量物質的熱容）、比熱容（單位質量物質的熱容）為為的鐵棒加熱到的鐵棒加熱到然后浸入一大桶然后浸入一大桶的水中。求在這冷卻過程中鐵的熵變。的水中。求在這冷卻過程中鐵的熵變。BAABTQSS可逆dBAABTQSS不可逆d例：例：熱力學系統(tǒng)從初平衡態(tài)熱力學系統(tǒng)從初平衡態(tài)A經歷過程經歷過程P到末平衡態(tài)到末平衡態(tài)B如果如果P，如果，如果P P為不可逆過程，為不可逆過程，你說對嗎？哪一個表述要修改，如，你說對嗎？哪一個表述要修改，如這是否說明可逆過程的這是否說明可逆過程的BAABTQSS可逆dBAABTQSS不可逆d例：例：根據根據及及為可逆過程，其熵變?yōu)闉榭赡孢^程，其熵變?yōu)?：其熵變?yōu)椋浩潇刈優(yōu)椋汉涡薷?？何修改？熵變大于不可逆過程熵變熵變大于不可逆過程熵變? ?為什么為什么? ?說明理由說明理由