..
第 12 章 气体动理论
一、填空题：
1、一打足气的自行车内胎，若在 轮胎内空气的压强是
7℃ 时轮胎中空气压强为
5
4.0× 10 pa .则在温度变为 37℃，
。（设内胎容积不变）
5
2、在湖面下 50.0m 深处（温度为 4.0℃），有一个体积为 1.0 10 来，若湖面的温度为
5
m 的空气泡升到水面上
3
17.0℃，则气泡到达湖面的体积是 。（取大气压强为
p0 1.013 10 pa ）
3、一容器内储有氧气，其压强为 为
；氧气的密度为
p0 1.01 10 pa ，温度为 27.0℃，则气体分子的数密度
5
；分子的平均平动动能为
。（设分子均匀等距排列）
，方均根速率为
； ，
分子间的平均距离为 最概然速率为
5
4、星际空间温度可达 2.7k，则氢分子的平均速率为
。
5、在压强为 1.01 10 pa 下，氮气分子的平均自由程为 强为
，则其平均自由程为 1.0mm。
2.59
6
6.0 10 cm ，当温度不变时，压
6、若氖气分子的有效直径为
2
10 cm ，则在温度为 600k，压强为 1.33 10 pa 时，
8
氖分子 1s 内的平均碰撞次数为 。
f(v)
7、如图 12-1 所示两条曲线 (1)和(2),分别定性的表示一定量的 某种理想气体不同温度下的速率分布曲线 是
气和氧气的速率分布曲线 是
.
,对应温度高的曲线
(1)
. 若图中两条曲线定性的表示相同温
v
O 度下的氢
,则表示氧气速率分布曲线的
图 12-1
(2)
8、试说明下列各量的物理物理意义：
1
（1） kT
2 i
（3） kT
2 3
（5） RT
2
， ， ，
3
（2）
（4）
2 i 2
kT RT
， ，
。
M
（6）
i RT
M m ol 2
参考答案：
5
1、 4.43 10 pa
5 3
2、 6.11 10 m
..
..
3、 2.44 4、 1.69
10
25
m
3
1.30 kg m
1
3
6.21
1
10
21
J
1
3.45 10
9
m
10 m s
2
1.83 10 m s
2
1.50 10 m s
2
5、6.06 pa 8、略 二、选择题：
6、
6 1
3.81 10 s 7、（2） ，（2）
教材习题 12-1，12-2，12-3，12-4. （见课本 p207～208） 参考答案 ：12- 1～12-4 C, C, B, B.
第十三章热力学基础
一、选择题
1、有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分 子）它们的压强和温度都相等，现将
（A） 6 J
（B） 5 J
5 J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也
（
（D） 2 J
）
（C） 3 J
升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是
2、一定量理想气体，经历某过程后，它的温度升高了，则根据热力学定理可以断定： （1）该理想气体系统在此过程中作了功； （2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功； （3）该理想气体系统的内能增加了；
（4）在此过程中理想气体系统既从外界吸了热，又对外作了正功。 以上正确的是： （A） （1），（3） （D） （3），（4）
（B） （2），（3）
（C） （3）
（
）
3、摩尔数相等的三种理想气体 （A）He （C）CO2
He、N2 和 CO2，若从同一初态，经等压加热，且在加热过程
（
）
（B）N2
（D）三种气体的体积增量相同 V1 膨胀到 V2，AB 为等压过
P
A
中三种气体吸收的热量相等，则体积增量最大的气体是：
4、如图所示， 一定量理想气体从体积为
程 ， AC 为 等温 过 程 AD 为 绝 热 过 程 。 则吸 热最 多 的是 ： （ ）
（A） AB 过程 （C） AD 过程
B
（B）AC 过程 （D）不能确定
0
P
a
C D
V1
b’
V2
T1
5、卡诺热机的循环曲线所包围的面积从图中 abcda 增大为
ab’c’，d那a 么循环 abcda 与 ab’c’所d作a 的净功和热机效率
b
的变化情况是：
（ ）
d
c
T2 c’
V
..
..
(A) 净功增大，效率提高； (C)净功和效率都不变；
(B)净功增大，效率降低； (D) 净功增大，效率不变。
（
）
6、根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的是：
(B) 功可以全部变为热，但热不能全部变为功； (C) 气体能够自由膨胀，但不能自由压缩；
(A) 热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体；
(D) 有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能够变为有 规则运动的能量。 7、 理想气体向真空作绝热膨胀
(A) 膨胀后，温度不变，压强减小． (B) 膨胀后，温度降低，压强减小． (C) 膨胀后，温度升高，压强减小． (D) 膨胀后，温度不变，压强不变． 8、1mol 的单原子分子理想气体从状态
A 变为状态 B，如果不知是什么气体，变化过程也不
（
） （
）
知道，但 A、B 两态的压强、体积和温度都知道，则可求出：
(A) (C)
气体所作的功 . 气体传给外界的热量 .
(B) 气体内能的变化 . (D)
气体的质量 .
9、 有人设计一台卡诺热机 (可逆的)．每循环一次可从 300 K 的低温热源放热
(A) 可以的，符合热力学第一定律． (B) 可以的，符合热力学第二定律．
400 K 的高温热源吸热 1800 J，向
（
）
800 J．同时对外作功 1000 J，这样的设计是
(C) 不行的，卡诺循环所作的功不能大于向低温热源放出的热量． (D) 不行的，这个热机的效率超过理论值．
10、 一绝热容器被隔板分成两半，一半是真空，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
(A) 温度不变，熵增加． (C) 温度降低，熵增加．
(B) 温度升高，熵增加． (D) 温度不变，熵不变．
（
）
二、 填充题
或
两种方式，或者两
，
1、要使一热力学系统的内能变化，可以通过 而与
无关。
种方式兼用来完成。热力学系统的状态发生变化时，其内能的改变量只决定于
2、将热量 Q 传给一定质量的理想气体。 （1）若体积不变，热量转化为 （2）若温度不变，热量转化为
3、卡诺循环是由两个 只与
4、一定量理想气体沿 c 两状态的内能差 E b
E
c
；
。
过程和两个
过程组成的循环过程。 卡诺循环的效率 （大于、小于、等于） 1。
有关，卡诺循环的效率总是
a→b→c 变化时作功 W abc =615J，气体在 b、
500 J 。那么气体循环一周，所作净功
..
W J ，向外 界放 热为 Q
..
J ，等温 过程中 气体 作功 W ab
J 。
5、常温常压下， 一定量的某种理想气体 （可视为刚性双原子分子） ，在等压过程中吸热 为 Q，对外作功为 W，内能增加为
W
E ，则 =_
Q
E
_,
Q
物理量， 若循环过程为逆时针 =_________。
6、 p V 图上封闭曲线所包围的面积表示 方向，则该物理量为
。（填正或负）
7 、 一 卡 诺 热 机 低 温 热 源 的 温度 为 27 C, 效 率 为 40% , 高 温 热 源 的 温 度 T1
=
.
8、设一台电冰箱的工作循环为卡诺循环 0 C,这台电冰箱的理想制冷系数为
e=
,在夏天工作 ,环境温度在 35 C,冰箱内的温度为
.
9、一循环过程如图所示，该气体在循环过程中吸热和
V
放热的情况是 a→b 过程 →a 过程
。
c
0 0 10、将 1kg 温度为 10 C 的水置于 20 C 的恒温热源内，
，b→c 过程 ，c a b
o
T
最 后 水 的 温 度 与 热 源 的 温 度 相 同 ， 则 水 的 熵 变 为
3
， 热 源 的 熵 变 为
10 J kg K ，
ln 1.0353
0.035 ）
。（ 水 的 比 热 容 为
4.18
参考答案： 一、1、C
6 、C
2 、C 7 、A
3 、A 8
、B
4 9
、A 、D
5 10
、D 、A
3、绝热，等温，
7 、 500 K
1
二、1、作功，传热，始末状态，过程
4、115 J ，500 J ， 615 J
2、理想气体的内能，对外作功
2 5
5、 ，
7
7
6、功，负
1
8、7.8 9、吸热， 放热， 吸热 10、146.3 J K , 142.7 J K
自测题 5
一、选择题
1、一定量某理想气体按 （ A ）将升高
2
pV
恒量的规律膨胀，则膨胀后理想气体的温度
（C ）不变
（ ）
（B ）将降低 （ D ）不能确定。
..
..
2、若理想气体的体积为 V ，压强为 p ，温度为 T ，一个分子的质量为 m ，k 为玻尔兹曼常 量， R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为 （
）
（ A ） pV m
（B ） pV ( kT )
（C ） pV ( RT )
（D ） pV (mT ) 3、如题 5.1.1 图所示， 两个大小不同的容器用均匀的细管相连，
管中有一水银作活塞， 大容
器装有氧气， 小容器装有氢气， 当温度相同时， 水银滴静止于细管中央， 试问此时这两种气 体的密度哪个大？ （
）
（ A ）氧气的密度大。
（B ）氢气的密度大。
（C ）密度一样大。
（D ）无法判断。
4、若室内生起炉子后温度从 0 0 15 C 升高到 27 C ，而室内气压不变， 则此时室内的分子数减
少了 （
）
（ A ） 0.5%
（B ） 4%
（C ）9%
（D ） 21%
5、一定量的理想气体，在容积不变的条件下，当温度升高时，分子的平均碰撞次数 Z 和平 均自由程
的变化情况是
（
）
（ A ） Z 增大，
不变。
（B ）Z 不变，
增大。
（ C ） Z 和 都增大。 （ D ）Z 和 都不变。
6、一定量的理想气体，从 a 态出发经过①或②过程到达 b 态， acb 为等温线（如题 5.1.2 图
所示），则①，②两过程中外界对系统传递的热量
Q1 , Q 2 是 （ ）
（ A ） Q1 0,
Q 2
0
（ B ）Q1
0,
Q 2
0
（ C ）
Q1
0,
Q 2
0
（ D ）Q1 0, Q2 0
7、如题 5.1.3 图，一定量的理想气体经历 acb 过程时吸热 200 J 。则经历 acb da 过程时，吸
热为
（
）
（ A ） 1200 J
（B ） 1000 J
（C ） 700 J
（D ）1000 J
p a
①
a
d
4
O
c
c
b
②
b
o
1
e
O
V
1 4 题 5.1.2 图
题
图
5.1.3
..
5
p 10 pa
3 3
V 10 m