( 1 atm= 1.013×105 Pa， 玻尔兹曼常量k=1.38×10-23 J·K-1,普适气体常量R=8.31 J·mol-1·K-1 ) 氦气的温度改变多少？
24．气缸内贮有36 g水蒸汽(视为刚性分子理想气体)， p (atm) 经abcda循环过程如图所示．其中a－b、c－d为等体过程，b－c为等温过程，d－a为等压过程．试求： 6 b
(1) d－a 过程中水蒸气作的功Wda
c (2) a－b 过程中水蒸气内能的增量??ab
d 2 a (3) 循环过程水蒸汽作的净功W
(4) 循环效率? O 25 (注：循环效率?＝W/Q1，W为循环过程水蒸汽对外作的净功，Q1为循环过程水蒸汽吸收的热量，1
atm= 1.013×105 Pa
50 V (L)
大学物理热学答卷
一、 选择题：CCBABCBACB 二、 填空题
11、1.2×10-24 kg m / s
1 ×1028 m-2ｓ-1
3 4×103 Pa
12、 6.59×10
26
kg
13、麦克斯韦 玻尔兹曼
14、 2 15、 －2.1×105 J
参考解： 如果加热使水经历同样的等压升温过程，应有 Q′=ΔE+W′= mc (T2－T1) 可知 ΔE = mc (T2－T1) －W′ 现在通电使水经历等压升温过程，则应有
∵ Q=ΔE+W′－W电
∴ Q= mc (T2－T1) －W电 =－2.1×105 J
2i16．
i?2i?2717．W
2
18． ?
19．不变 增加
三、计算题
20．解：当不计振动自由度时，H2O分子,H2分子,O2分子的自由度分别为6,5,5．∴ 1 mol H2O内能 E1=3RT
1 mol H2或O2的内能 E2?52RT． ?E＝(1?152)2RT ??3RT =(3 / 4)RT． 21．解： 由 pV=M?H2?M?HRT和pV=M?He?RT 2?molM?He?mol得 M?H 2?M?He?=M?H2?molM?He?=2=1 ． mol42由 E(HM2)=
?H2?5M(He)3M?HRT 和E(He)?2?M(He)RT mol2得 ??mol2EH2?5MH2?/M?H2?molE?H=
e?3M?He?/M?He?mol∵ M
?H2?M?H= M?He? (p、V、T均相同)，
2?molM?He?mol∴ E
?H2?E?He?=53． 22．解： p=11V=?RT1 p2V2?RT2
∴ T2=2 T1p2 / p1 v1TP1v?12T? 22P223．解：(1) ∵ 刚性多原子分子 i = 6，??i?2i?4/3 分
1分 2分
2分
2分
2分
4分
2分 2分
3分
1
∴ T2?T1(p2/p1)?600 K 2分
1 ?E?(M/Mmol)iR(T2?T1)?7.48?103 J 2分
2 (2) ∵绝热 W =－ΔE =－7.48×103 J (外界对气体作功) 2分
(3) ∵ p2 = n kT2
∴ n = p2 /(kT2 )=1.96×1026 个/m3 3分
??1?
24．解：水蒸汽的质量M＝36×10-3 kg 水蒸汽的摩尔质量Mmol＝18×10-3 kg，i = 6 (1) Wda= pa(Va－Vd)=－5.065×103 (2) ΔEab=(M/Mmol )(i/2)R(Tb－Ta)
=(i/2)Va(pb－ pa) =3.039×104 J (3) TpbVab?(M/M?914 K mol)R Wbc= (M /Mmol )RTbln(Vc /Vb) =1.05×104 J 净功 W=Wbc+Wda=5.47×103 J (4) Q41=Qab+Qbc=ΔEab+Wbc =4.09×10 J η=W/ Q1=13％
J
2分
2分
3分
3分