复习[热学部分习题解答]报告优秀PPT.ppt

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1、 例例1 在一密闭容器内，储有在一密闭容器内，储有A、B、C三种三种志向气体，志向气体，A气体的分子数密度为气体的分子数密度为n1，它产，它产生的压强为生的压强为P1，B气体的分子数密度为气体的分子数密度为2n1，C气体的分子数密度为气体的分子数密度为3n1，则混合气体的压，则混合气体的压强为强为（A）3P1 （B）4P1 （C）5P1 （D）6P1 解解=n1kT+2n1kT+3n1kTP=P1+P2+P3=6 n1kT=6P1 例例2 2 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同一瓶氦气和一瓶氮气密度相同,分子平均分子平均平动动能相同平动动能相同,而且它们都处于平衡状态而且它们都处于平衡状态,则它们：则

2、它们：（A A）温度相同、压强相同）温度相同、压强相同.（B B）温度、压强都不同）温度、压强都不同.（C C）温度相同）温度相同,但氦气的压强大于氮气的压强但氦气的压强大于氮气的压强.（D D）温度相同）温度相同,但氦气的压强小于氮气的压强但氦气的压强小于氮气的压强.例例3 3 依据能量按自由度均分原理依据能量按自由度均分原理,设气体分子为设气体分子为刚性分子刚性分子,分子自由度数为分子自由度数为 i,i,则当温度为则当温度为 T T 时时,（1）一个分子的平均动能为）一个分子的平均动能为 .（2）一摩尔氧气分子的转动动能总和为）一摩尔氧气分子的转动动能总和为 .例例4 有两个相同的容器，容

3、积不变有两个相同的容器，容积不变.一个盛有氦气一个盛有氦气,另一个盛有氢气（看成刚性分子）另一个盛有氢气（看成刚性分子）,它们的压强和温它们的压强和温度都相等度都相等,现将现将 5J 的热量传给氢气的热量传给氢气,使氢气的温度上使氢气的温度上升升,假如使氦气也上升同样的温度假如使氦气也上升同样的温度,则应向氦气传递的则应向氦气传递的热量是热量是 （A）6J；（B）6J；（C）3J；（D）2J.例例5 5 两种气体自由度数目不同两种气体自由度数目不同,温度温度相同相同,摩摩尔数相同尔数相同,下面哪种叙述正确下面哪种叙述正确:（A A）它们的平均平动动能、平均动能、内能）它们的平均平动动能、平均动

4、能、内能都相同；都相同；（B B）它们的平均平动动能、平均动能、内能）它们的平均平动动能、平均动能、内能都不同都不同.（C C）它们的平均平动动能相同，平均动能、）它们的平均平动动能相同，平均动能、内能都不同；内能都不同；（D D）它们的内能都相同，平均平动动能、平）它们的内能都相同，平均平动动能、平均动能都不同；均动能都不同；解解 例例6 室内生起炉子后，温度从室内生起炉子后，温度从 150C 上升上升到到 270C，设升温过程中，室内的气压保持不，设升温过程中，室内的气压保持不变，问升温后室内分子数削减了百分之几变，问升温后室内分子数削减了百分之几?解解 例例7 一容器内储有氧气，一容器内

5、储有氧气，温度为温度为 27oC,其压强其压强为为 ，求求:(1)气体分子数密度气体分子数密度;(2)氧气氧气的密度的密度;(3)分子的平均平动动能分子的平均平动动能;(4)分子间的平均分子间的平均距离距离 例例8 设有一恒温容器，其内储有某种志向气设有一恒温容器，其内储有某种志向气体，若容器发生缓慢漏气，问体，若容器发生缓慢漏气，问(1)气体的压强是否变更？为什么？气体的压强是否变更？为什么？(2)容器内气体分子的平均平动动能是否变更？容器内气体分子的平均平动动能是否变更？为什么？为什么？(3)气体的内能是否变更？为什么？气体的内能是否变更？为什么？解解:(1)(2)(3)例例9 9：在一个

6、以匀速率：在一个以匀速率 v v 运动的容器中运动的容器中,盛有分子盛有分子质量为质量为 m m 的某种单原子志向气体的某种单原子志向气体,若使容器突然停止若使容器突然停止运动运动,则气体状态达到平衡后则气体状态达到平衡后,其温度的增量其温度的增量 T=?T=?解：容器突然停止运动后，气体宏观定向运动的动解：容器突然停止运动后，气体宏观定向运动的动能转化为分子无规则热运动能量，因而温度上升能转化为分子无规则热运动能量，因而温度上升.由能量守恒得由能量守恒得1）2）例例10 已知分子数已知分子数 ，分子质量，分子质量 ，分布函数，分布函数 求求 1）速率在速率在 间的分子数；间的分子数；2）速率

7、）速率在在 间所有分子动能之和间所有分子动能之和.速率在速率在 间的分子数间的分子数 例例11 如图示两条如图示两条 曲线分别表示氢气和曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线，氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线，从图从图上数据求出氢气和氧气的最可几速率。上数据求出氢气和氧气的最可几速率。2000 例例12 计算在计算在 时，氢气和氧气分子的方均时，氢气和氧气分子的方均根速率根速率 .氢气分子氢气分子氧气分子氧气分子 例例13：容器内盛有氮气，压强为容器内盛有氮气，压强为10atm、温度为、温度为27C，氮分子的摩尔质量为，氮分子的摩尔质量为 28 g/mol,氮氮气分子直

8、径为气分子直径为310-10m.分子数密度；分子数密度；.分子质量；分子质量；.质量密度；质量密度；求求解解 .解：解：已知已知:p=10atm，t=27C，M=28 g/mol,d=310-10m.求求 .三种速率；三种速率；.平均碰撞频率平均碰撞频率.已知已知:p=10atm，t=27C，M=28 g/mol,d=310-10m.求求 .平均平动动能；平均平动动能；.平均碰撞频率；平均碰撞频率；.平均自由程。平均自由程。.平均自由程平均自由程VPAB*o答答：（：（B）例例14 一定量的理想气体，由平衡态一定量的理想气体，由平衡态 A B，则，则无论经过什么过程，系统必然：无论经过什么过程

9、，系统必然：A）对外作正功；对外作正功；B）内能增加；内能增加；C）从外界吸热；从外界吸热；D）向外界放热。向外界放热。功和热量都是过程量功和热量都是过程量,始末状态确定后，不同过始末状态确定后，不同过程，功和热量是不同的程，功和热量是不同的;而内能是状态量只确定于始而内能是状态量只确定于始末状态末状态,与过程无关与过程无关.例例15：过程过程pTbc0两过程两过程 和和 关系关系pVbc0过程过程过程过程PVACBD等温等温绝热绝热过程内能增量E/J作功W/J吸热Q/JAB050BC-50CD-50-150DAABCD 循环效率循环效率 例例16 确定量志向气体的确定量志向气体的循环过程如循

10、环过程如 PV 图所示，图所示，请填写表格中的空格请填写表格中的空格.50500-100150015025%问问17：一条等温线与一条绝热线能否有两个交点？一条等温线与一条绝热线能否有两个交点？答：不行能答：不行能.因为因为,若一条等温线若一条等温线与一条绝热线有两个交点，与一条绝热线有两个交点，则两条曲线构成了一个循则两条曲线构成了一个循环过程，它仅从单一的热环过程，它仅从单一的热源吸热，且全部转换为功，源吸热，且全部转换为功，热机效率达热机效率达100%，违反了，违反了热力学其次定律的开尔文热力学其次定律的开尔文说法，所以不成立说法，所以不成立.例例18 下列四个假想的循环过程，哪个可行？

11、下列四个假想的循环过程，哪个可行？pV绝热绝热等温等温（A）op绝热绝热绝热绝热（C）VopV等温等温绝热绝热（B）opV绝热绝热绝热绝热等温等温（D）o例例19 图中两卡诺循环图中两卡诺循环 吗吗？例例20 设高温热源的热力学温度是低温设高温热源的热力学温度是低温热源热力学温度的热源热力学温度的n倍，则志向气体在一次倍，则志向气体在一次卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高卡诺循环中，传给低温热源的热量是从高温热源吸取热量的温热源吸取热量的 （A）n倍倍 （B）1/n倍倍 （C）n-1倍倍 （D）(n+1)/n倍倍解：解：例例21 21 一定量的理想气体从体积一定量的理想气体从体积 膨胀到体积

12、膨胀到体积 分别经过如下的过程，其中吸热最多的过程是什么过分别经过如下的过程，其中吸热最多的过程是什么过程？（程？（A-BA-B等压过程；等压过程；A-CA-C 等温过程；等温过程；A-DA-D 绝热过程）绝热过程）解解ABCD 例例22：确定量的志向气体经验：确定量的志向气体经验 acb 过程时吸热过程时吸热 200 J，则经验，则经验acbda 过程时，做功多少？过程时，做功多少？解解ebad1414cVPAB*O12绝热绝热例例23 讨论理想气体下图过程中，各过程讨论理想气体下图过程中，各过程 的正负的正负。A BA 2 BA 1 B 例例24 已知已知 2 mol 氦气氦气 先等压先等

13、压膨胀体积倍增，后绝热膨胀至原温度。膨胀体积倍增，后绝热膨胀至原温度。1）画画 PV 图图2）在这过程中氦气在这过程中氦气吸热吸热3）A-B-C 过程氦气的内能过程氦气的内能 变更变更4）A-B-C 过程气体做的总功过程气体做的总功1）画画 PV 图图pVABCo20402）在这过程中氦气在这过程中氦气吸热吸热3）A-B-C 过程氦气的内能过程氦气的内能 变更变更4）A-B-C 过程气体做的总功过程气体做的总功例例25 一摩尔的志向气体一摩尔的志向气体,Cvm=3R/2，从初态，从初态A动身，动身，经验如图过程到经验如图过程到B，求过程中吸取的热量，求过程中吸取的热量:V(10-3 m3)13

14、12p(105 Pa)AB0Op123V解解 1):1 2 例例26 1mol 双原子分子志向气体经过如图的过程，其中双原子分子志向气体经过如图的过程，其中1 2 为为直线过程直线过程、2 3 为绝热过程、为绝热过程、3 1 为等温过程为等温过程.已知已知 T1,T2=2T1,V3=8V1 .求：求：1）各过程的功、热量和内能变更；）各过程的功、热量和内能变更；2）此循）此循环热机效率环热机效率.2 33 1Op123VOp123V 例例27 确定量的志向气体，在确定量的志向气体，在 P T 图上经验如图所图上经验如图所示的循环过程示的循环过程 abcda，其中，其中 ab、cd 为两个绝热过

15、程，为两个绝热过程，求：该循环过程的效率。求：该循环过程的效率。（K）b （atm）cda300400bcda例例28 设有一以志向气体为工作物质的热设有一以志向气体为工作物质的热机循环，如图所示，试证明其效率为：机循环，如图所示，试证明其效率为：1h=p1V1V2p2()()11p1V1V2p2bacVpo绝热绝热()0RVQ=CVp1V2p2V2Rh=pQVQVQ=1()Cpp2V1p2V2()CVp1V2p2V2=pQVQ11=p1V1V2p2()()11解：解：p1V1V2p2bacVpo绝绝热热等压等压等等容容例例2929：把质量为把质量为5kg5kg5kg5kg、比热容（单位质量物

16、质的热容）、比热容（单位质量物质的热容）为为544J/kg544J/kg544J/kg544J/kg的铁棒加热到的铁棒加热到300300300300然后浸入一大桶然后浸入一大桶27272727的水中。求在这冷却过程中铁的熵变。的水中。求在这冷却过程中铁的熵变。解解：设冷却过程中降温是可逆过程，则其熵变设冷却过程中降温是可逆过程，则其熵变例：例：热力学系力学系统从初平衡从初平衡态A经验过程程P到末平衡到末平衡态B假如假如P，假如，假如P P为为不行逆不行逆过过程，程，你，你说对吗说对吗？哪一个表述要修改，如？哪一个表述要修改，如答：不答：不对对熵熵是状是状态态函数，函数，熵变熵变只与初末状只与初

17、末状态态有关，假如有关，假如过过程程，假如，假如过过程程P P为为不行逆不行逆过过这是否说明可逆过程的这是否说明可逆过程的例：依据例：依据及及为可逆过程，其熵变为为可逆过程，其熵变为：其熵变为：其熵变为：何修改？何修改？P为可逆过程其熵变为：为可逆过程其熵变为：程，其熵变为：程，其熵变为：熵变大于不行逆过程熵变熵变大于不行逆过程熵变?为什么为什么?说明理由说明理由 答：这不能说明可逆过程的熵变大于不行逆过程熵变，熵是状答：这不能说明可逆过程的熵变大于不行逆过程熵变，熵是状态函数，熵变只与初末状态有关，假如可逆过程和不行逆过程态函数，熵变只与初末状态有关，假如可逆过程和不行逆过程初末状态相同，具有相同的熵变只能说在不行逆过程中，系初末状态相同，具有相同的熵变只能说在不行逆过程中，系统的热温比之和小于熵变统的热温比之和小于熵变