1、1热学和分子物理阶段复习题基本常数：R=8.31注意：以下各题中的气体均视为理想气体。另外，多原子气体分子的振动自由度也不考虑。一选择题1) 如图所示，两个大小不同的容器用均匀的细管连接。管中有一滴水银作为活塞，大容器装有氧气，小容器装有氢气，当温度相同时，水银静止于细管中央，试问此时这两种气体的密度那个大？(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。 【 A 】2）一个容器内贮有一摩尔氢气和一摩尔氦气，若两种气体对各自气壁产生的压强为 和 ，则两者的大小关系是：1p2(A) ； (B) ； 21p21p(C) ； (D) 无法判断。 【 c 】3)
2、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且都处于平衡状态，则它们(A) 温度相同、压强相同；(B) 温度、压强都不相同；(C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强；(D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强。【 c 】4）若室内生起炉子后温度从 升高到 ，而室内气压不变，则此时室内的分子数C1527减少了（A）0.5； （B）4；（C）9%； （D ）21% 。【 b 】5) 有容积不同的 A、B 两个容器， A 中装有单原子分子理想气体，B 中装有双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那麽，这两种气体的单位体积的内能 和AVE)/(的关系是:：BVE)/(A) 大于 ；
3、(B) 小于 ；ABVE)/(AVE)/(B)/(C) 等于 ； (D) 不能确定。【 b 】6）水蒸气分解成温度相同的氢气和氧气，内能增加了百分之几？（此题的内能不计化学能）(A) 66.7%； (B) 50%；(C) 25%； (D) 0。 【 c 】7）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（看成刚性分子） ，它们的压强和温度都相等，现将 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也升高J5同样的温度，则应向氦气传递的热量是(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。J6532【 c 】28）气缸内盛有一定量的氢气，当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞次数和
4、平均自由程 的变化情况是：Z(A) 和 都增大一倍；(B) 和 都减为原来的一半；(C) 增大一倍而 减为原来的一半；(D) 减为原来的一半而 增大一倍。【 c 】9) 如图所示，一定量的理想气体，沿着图中的直线从状态 a（压强 ，体积 ）变到状态 b（压atmP41lV21强 ，体积 ） ，则在此过程中， t2l2(A) 气体对外作正功，向外界放出热量；(B) 气体对外作正功，从外界吸热；(C) 气体对外作负功，向外界放出热量；(D) 气体对外作正功，内能减少。【 b 】10） 若在某个过程中，一定量的理想气体的内能 E 随压强 P 的变化关系为一直线，其延长线过 E P 图的原点（见图）
5、，则该过程为（A）等压过程; （B）等容过程 ;（C）等温过程; （D）绝热过程。【 b 】11) 对于理想气体系统来说，在下列过程中，那个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？（A）等容降压过程； （B）等温膨胀过程；（C）绝热膨胀过程； （D）等压压缩过程。【 d 】12) 一定量的理想气体，分别经历如图（1）所示的 abc 过程（图中虚线 ac 为等温线）和图（2）所示的 def 过程（图中虚线 df 为绝热线） ，判断这两种过程是吸热还是放热（就每个过程的总体而言）（A）abc 过程吸热，def 过程放热；（B）abc 过程放热， def 过程吸热；（C）abc 过
6、程和 def 过程都吸热；（D）abc 过程和 def 过程都放热。【 a 】13） 所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程。请选出其中一个在物理上可能实现的循环过程的图的标号。【 b 】314) 某理想气体分别进行了如图所示的 I（ ）和 II（abcd）两个卡诺循环，且两条循环曲线所围面积相等，设adcb循环 I 的效率为 ，每次循环在高温热源处吸的热量为 ，循环QII 的效率为 ，每次循环在高温热源处吸的热量为 , 则从图 中可以认定(A) , ； (B) , ；Q(C) , ； (D) , 。【 d 】15) 如图所示，设某热力学系统经历一个由 的过程，edc其中，ab 是一
7、条绝热曲线，e、c 在该曲线上。由热力学定律可知，该系统在过程中（A） 不断向外界放出热量；（B） 不断向外界吸收热量；（C） 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量等于放出的热量；（D） 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量小于放出的热量；（E） 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量大于放出的热量。【 d 】16) 被绝热材料包围的容器内隔为两半,左边是理想气体,右边是真空.如将其隔板抽出,气体将自由膨胀,达到平衡后, 【 d 】(A)温度升高,熵增加;(B) 温度降低,熵增加;(C)温度不变 ,熵不变;(D)温度不变 ,熵增加;二填空题1) 一定量的理想气体处于
8、热动平衡状态时，此热力力学系统的不随时间变化的三个宏观量是_p v t_，而随时间不断变化的微观量是_ _。2) 某理想气体在温度为 和压强为 atm 情况下，密度为 11.3g/m3，则这气体C27210.的摩尔质量 M=_27.9g/mol_。3) 质量一定的某种理想气体，（1）对等压过程来说，气体的密度随温度的增加而_减小（反比）_，并绘出曲线。（2）对等温过程来说，气体的密度随压强的增加而_增加（正比）_，并绘出曲线。4) 在相同的温度和压强的情况下，氢气（视为刚性双原子分子气体）与氦气的单位体积中的内能之比为_5:3_ ，氢气与氦气的单位质量的内能之比为_10:3_。5) 图示的两条
9、曲线分别表示氦气氧气两种气体在相同温度 T 时分子按速率的分布，其中（1）曲线 I 表示_氧_气分子的速度分布曲线；4曲线 II 表示_氦_气分子的速率分布曲线；（2）画有斜线的小窄条面积表示_在温度 T 的时候氧气分子的速度在 vv+v 之间的概率_ _；（3）分布曲线下所包围的面积表示_温度 T 时气体分子速度处于从 0 到无穷区间的概率_ _。6) 某气体在温度 时，压强为 ，密度为 ，则该气体K273atm210.32/14.mkg分子的方均根速率为_494.3_。7) 绝热容器内部被一隔板分为相等的两部分，左边充满理想气体（内能为 E；温度为 T，气体分子平均速率为 ，平均碰撞频率为
10、 ） ，右边是真空，把隔板抽出，气体将充满整vZ个容器 ，当气体达到平衡时，气体内能为_E_，分子的平均速率为_ _；分v子平均碰撞频率为_ /2_。Z8) （1）单原子气体分子有效直径的数量级是_负 10 次方_。(2) 在常温下，气体分子平均速率的数量级是_二次方 _。(3) 在标准状态下气体分子平均碰撞频率的数量是_ 。9) 3 mol 的理想气体开始时处在压强 、温度 的平衡状态，经过一atmp61KT501个等温过程，压强变为 ，该气体在此等温过程中吸收的热量为 _8.4 三次atp32 Q方。10) 体积不变提高温度引起气体压强增强加，从微观看是由于_分子碰撞的冲量变大_。11)
11、有一卡诺热机，用 29的空气作为工作物质，工作在 的高温热源与 的C27C73低温热源之间，则此热机的效率为 _33.3%_；若在等温膨胀的过程中气缸体积增大 2.718 倍，则此热机每一循环所作的功为_8.31 五次_。 （空气的摩尔质量看成是 ）131029molkg12) 从统计的意义来解释：一切独立自发进行的过程都是向着_微观态数多的_的方向进行。三计算题：1) 金属导体中的自由电子与容器中的气体分子很相似，在金属中作无规则的热运动。为简化计算，设金属导体中共有 N 个自由电子，其中电子最大速率为 ，电子速率在mvdv区间的概率为： )(02mvdvA求：(1) 常数 ?(2) 电子的平均速率 v1020vdA)(f解: (1) )v(dA)(fNdm22) 如图，器壁与活塞均绝热的容器中间被一个隔板分为两个部分，其中左边贮有 1 摩尔处于标准状态的氦气（可视为理想气体） ，另一边为真空，现先把隔板拉开，待气体平衡后，再缓慢向左推动活塞，把气体压缩到原来的体积，求氦气的温度改变多少？43） 如图示，有一定量的理想气体，从初状态 a )开始，经过一个等容过程达到压强1,(Vp为 的 b 态，再经过一个等压过程达到状态 c，最后经等温过程而完成一个循环，求该4/1p循环过程中系统对外作的功 A。 又问以上三过程中哪一个是吸热过程，吸多少热？
