大学物理下册习题及答案

(提示:循环效率的定义式η= 1– Q2 / Q1, Q1循环中气体吸收的热量,Q2为循环中气体放出的热量)。

气 体 动 理 论 (一)

一、选择题:

1、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1和P2,则两者的

大小关系是:

(A) P1 > P2 (B) P1 < P2

(C) P1 = P2 (D) 不确定的。 [ ]

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为玻耳兹曼常量,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、有一截面均匀的封闭圆筒,中间被一光滑的活塞分隔成两边,如果其中的一边装有0.1kg某一温度的氢气,

为了使活塞停留在圆筒的正中央,则另一边应装入同一温度的氧气质量为: [ ]

(A) 1 / 16 kg (B) 0.8 kg (C) 1.6 kg (D) 3.2 kg

4、在一密闭容器中,储有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态,A种气体的分子数密度为n1,它产生的

压强为P1,B种气体的分子数密度为2 n1,C种气体的分子数密度为3 n1,则混合气体的压强P为

(A) 3 P1 (B) 4 P1

(C) 5 P1 (D) 6 P1 [ ]

5、一定量某理想气体按PV2 = 恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体温度

(A) 将升高 (B) 将降低

(C) 不变 (D)升高还是降低,不能确定 [ ]

6、如图所示,两个大小不同的容器用均匀的细管相连,管中有一水银滴作活塞,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。 [ ]

H2 O2

一、填空题:

1、对一定质量的理想气体进行等温压缩,若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×1024,当压强升高到

初值的两倍时,每立方米体积内气体分子数应为 。 2、在推导理想气体压强公式中,体现统计意义的两条假设是:

(1) ;

(2) 。

3、某理想气体在温度为27℃和压强为1.0×10-2 atm情况下,密度为11.3 g / m3,则这气体的摩尔质量M mol

-1-1

= 。(摩尔气体常量R = 8.31 J·mol·K)

4、在定压下加热一定量的理想气体,若使其温度升高1K时,它的体积增加了0.005倍,则气体原来的温度

是 。

5、下面给出理想气体状态方程的几种微分形式,指出它们各表示什么过程。

(1) p d V = (M / Mmol) R d T表示 过程。 (2) V d p = (M / Mmol) R d T表示 过程。 (3) p d V + V d p = 0 表示 过程。

6、氢分子的质量3.3×10 –24 g,如果每秒有1023个氢分子沿着与容器器壁的法线成45°角的方向以105 cm·s-1

的速率撞击在2.0 cm 2 面积上(碰撞是完全弹性的),则此氢气的压强为 。

7、一气体分子的质量可以根据该气体的定容比热容来计算,氩气的定容比热容Cv = 0.314 kJ·kg-1·K-1,则

氩原子的质量m = 。(1 k c a l = 4.18×103 J)

8、分子物理是研究 的学科,它应用的基本方法

是 方法。

9、解释下列分子运动论与热力学名词:

(1) 状态参量: ;

(2) 微观量: ;

(3) 宏观量: ; 二、计算题:

1、黄绿光的波长是5000 ? (1 ? =10-10m),理想气体在标准状态下,以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子?(玻耳兹曼常量k = 1.38×10 -23J·K-1)

2、两个相同的容器装有氢气,以一细玻璃管相连通,管中用一滴水银作活塞,如图所示,当左边容器的温度为0℃,而右边容器的温度为20℃时,水银滴刚好在管的中央,试问,当左边容器温度由0℃增到5℃,而右边容器温度由20℃增到30℃时,水银滴是否会移动?如何移动?

3、假设地球大气层由同种分子构成,且充满整个空间,并设各处温度T相等。试根据玻璃尔兹曼分布律计算大气层分子的平均重力势能ε p。

(已知积分公式 Xn e -ax d x = n !/ an+1)

热力学(一) (答案)

一、 1.C 2.B 3.D 4.D 5.A 6.B 7.B 8.D 二、 1.物体作宏观位移,分子之间的相互作用。

2.能使系统进行逆向变化,回复状态,而且周围一切都回复原状。系统不能回复到初;态;或者系统

回复到初态时,周围并不能回复原状。

3.在等压升温过程中,气体要膨胀而作功,所以要比气体等体升温过程多吸收一部分热量。 4.(1)气体的内能,(2)气体对外所做的功,(3)气体的内能和对外所做的功

333

5.2/i+2,i/i+2 6.8.64×10 7.7.48×10 J ,7.48×10 J 8.200J

热力学(二)答案

一、1.A 2.C 3.B 4.B 5.A 6.C 7.B 8.D 9.D 二、1.S1+S2,-S1 2. 8.31J, 29.09J 3.7A/2 4、不可能把热量从低温物体自动传到高温物体而不引起外界变化

不可能制造出这样循环工作的热机,它只从单一热源吸热来作功,而不放出热量给其他物体,或者说不使外界发生任何变化.

5. 从概率较小的状态到概率较大的状态,状态概率增大(或熵增大) 6.不变; 增加

热力学(三)答案

一、1、C 2、A 3、B 4、B 5、C 6、A 7、A 8、D 二、1、一个点,一条曲线,一条封闭线 2、(参看1题)3、等压,等压 4、1:2,5:3,5:7 5、1.5,1,3.25R 6、

3P1V1,0 27、1.62×104J 8、33.3%,831×105J

气体动理论(一)答案

一、1.C 2. B 3.C 4.D 5.B 6.A 二、1、3.92×1024 2、(1)沿空间各方向运动的分子数相等;(2)vx2=vy2=vz2

3、27.9g/mol 4、200K 5、等压,等容,等温 6、2.33×103 Pa 7、6.59×10-26 kg 8、物体热现象和热运动规律、统计 9、(1)描述物体运动状态的物理量;(2)表征个别分子状况的物理量,如分子大小、质量、速度等;(3)表征大量分子集体特征的物理量,如P、V、T、C等。

气体动理论(二) 答案

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