大学物理——热学必考题

1. 有 2×10?3 m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102 J．

(1) 试求气体的压强；

(2) 设分子总数为 5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度．

(玻尔兹曼常量k＝1.38×10?23 J·K?1)

2. 一瓶氢气和一瓶氧气温度相同．若氢气分子的平均平动动能为

求：

(1) 氧气分子的平均平动动能和方均根速率．

(2) 氧气的温度．

(阿伏伽德罗常量NA＝6.022×1023 mol-1，玻尔兹曼常量k＝1.38×10?23 J·K?1)

3. 一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里．此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)．已知气体的初压强p1=1atm，体积V1=1L，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，

(1) 在p－V图上将整个过程表示出来．

(2) 试求在整个过程中气体内能的改变．

(3) 试求在整个过程中气体所吸收的热量．(1 atm＝1.013×105 Pa)

(4) 试求在整个过程中气体所作的功．

4. 1 mol理想气体在T1 = 400 K的高温热源与T2 = 300 K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400 K的等温线上起始体积为V1 = 0.001 m3，终止体积为V2 = 0.005 m3，试求此气体在每一循环中

(1) 从高温热源吸收的热量Q1

(2) 气体所作的净功W

(3) 气体传给低温热源的热量Q2

= 6.21×10?21 J．试

5. 气缸内贮有36 g水蒸汽(视为刚性分子理想气 体)，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：

(1) d－a 过程中水蒸气作的功Wda

(2) a－b 过程中水蒸气内能的增量??ab

(3) 循环过程水蒸汽作的净功W

(4) 循环效率?

(注：水蒸汽自由度i = 6, 水蒸汽的摩尔质量Mmol＝18×10-3 kg，1 atm= 1.013×105 Pa)

6. 1 mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过 程，其

中1－2为直线，2－3为绝热线，3－1为等温线．已知T2 =2T1，

V3=8V1 试求：

(1) 各过程的功，内能增量和传递的热量；(用 T1和已知

常量表示)

(2) 此循环的效率?．

7. 1mol的单原子分子理想气体，从初态A出发，经历如图循环过程，求：

(1) 各过程中系统对外作的功、内能的变化和吸收的热量；

(2) 整个循环过程系统对外作的总功及净吸热；

(3) 该循环的效率；

8. 如图所示代表一以He气(氦气,可视为理想气体)为工

作物质的循环过程, 图中V1=2V2, p1=3p2. 试问：（1）该循环过程是代表热机还是致冷

机？ （2）如果是热机求出该热机的循环效率?； 如果是致冷机则求出该致冷机的致冷系数e.

9. 有一制冷空调器, 夏天制冷的输入功率为1000W; (1)若实际制冷量为2500W, 求此空调器的制冷系数. (2)若空调器按卡诺循环工作(即卡诺致冷机), 室外的温度为370C, 室内温度为220C, 则空调器的制冷系数是多少?

第二篇：大学物理热学自测题

热学自测题

一、选择题(共42分)(单选) 1、(本题3分)

两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体)，开始时它们的 压强和温度都相等，现将6J热量传给氦气，使之升高到一定温度。若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量

(A)6J （B)10J (C)10 (D)5J [ ] 2、(本题3分)

一定量氦气(He)和甲烷(CH4)，都可视为理想气体，它们分子的平均平动动能相同。那

???He:?CH

么它们分子的平均速率之比为

4

(A)1:1 (B)l:4 (C)4:1 (D)1:2 (E)2:1 [ ] 3、(本题3分) 一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一

直线(其延长线过E～V图的原点)，则此直线表示的过程为： (A)等温过程 （B）等压过程

(C)等容过程 （D）绝热过程 [ ] 4、(本题3分)

在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍，则 (A)温度和压强都提高为原来的2倍。 (B)温度为原来的2倍，压强为原来的4倍。 (C)温度为原来的4倍，压强为原来的2倍。

(D)温度和压强都为原来的4倍。 [ ] 5、(本题3分)

图示两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢

~~

气分子速率分布曲线，(?)02和(?)H2分别表示氧

气和氢气的最可几速率，则

(A)图中a表示氧气分子的速率分布曲线；(?)O2／(?)H2=4

~~

(B)图中a表示氧气分子的速率分布曲线；(?)O／(?)H2二1／4

~

~

(C)图中b表示氧气分子的速率分布曲线；(?)O2／(?)H2=1／4

~~

(D)图中b表示氧气分子的速率分布曲线：(?)O2／(?)H2=4 [ ]

~~

6、(本题3分)

质量一定的理想气体，从状态A出发，分别经历等温、等压和绝热过程(AB、AC、AD)， 使其体积增加一倍，那么气体温度的改变(绝对值)在 (A)绝热过程中最大，等压过程中最小。

(B)绝热过程中最大，等温过程中最小。 (C)等压过程中最大，绝热过程中最小。 (D)等压过程中最大，等温过程中最小。 7、(本题3分)

一定量的理想气体，经历某过程后，它的温度升高了。则根据热力学定律可以断定： (1)该理想气体系统在此过程中吸了热。

(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。 以上正确的断言是：

(A)(3) (B)(1)(3) (C)(2)(3) (D)(3)(4) (E)(4) [ ] 8、(本题3分)

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(如图)，则①、②两过程中外界对系统传 递的热量Ql、Q2是

(A)Ql>0，Q2>0 (B)Ql<0，Q2<0 (C)Ql>0，Q2<0 (D)Ql<0，Q2>0 [ ] 9、(本题3分)

如图所示，一绝热密闭的容器，用隔板分成相等的两 部分，左边盛有一定量的理想气体，压强为Po，右边为真 空，今将隔板抽去，气体自由膨胀，当气体达到平衡时， 气体的压强是

~~?C/Ca

~a 2ppv) 0 (D)P／2a (A)P0／2 (B)Po (C)(0

10，(本题3分)

一定量的理想气体经历acb过程时吸热500J。 则经历acbda过程时，吸热为

(A)-1600J (B)-1200J (C)-9001 (D)-700J [ ] 11、(本题3分)

一定量的理想气体，起始温度为了，体积为Vo。后经历绝热过程，体积变为2Vo。再经过等压过程，温度回升到起始温度，最后再经过等温过程，回到起始状态。

则在此循环过

程中

(A)气体从外界净吸的热量为负值。 (B)气体对外界净作的功为正值。 (C)气体从外界净吸的热量为正值。

(D)气体内能减少。 [ ] 12、(本题3分)

一定质量的理想气体完成一循环过程。此过程在 V—T图中用图线1→2→3→1描写，该气体在循环过 程中吸热、放热的情况是

(A)在1→2，3→1过程吸热；在2→3过程放热。 (B)在2→3过程吸热；在1→2，3→1过程放热。 (C)在1→2过程吸热；在2→3，3→1过程放热。

(D)在2→3，3→1过程吸热：在1→2过程放热。 [ ] 13、(本题3分)

根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的

(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。 (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，但不能自动收缩。

(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变为有规则运动的能量。 [ ]

14、(本题3分)

关于热功转换和热量传递过程，有下面一些叙述： (1)功可以完全变为热量，而热量不能完全变为功； (2)一切热机的效率都不可能等于l ； (3)热量不能从低温物体向高温物体传递； (4)热量从高温物体向低温物体传递是不可逆的。 以上这些叙述

(A)只有(2)、(4)是正确的 (B)只有(2)、(3)、(4)正确。 (C)只有(1)、(3)、(4)正确 (D)全部正确 [ ] 二、填空题(共23分)(只填答案) 1、(本题5分)

体积和压强都相同的两瓶理想气体(刚体分子)A和B，A为1mol氢(H2)，B为1m01水

??:?

蒸气(H2O)。它们分子的平均平动动能之比wAwB，平均速率之比 ??

vA:vB?EA：EB

2、(本题5分)

图示的两条曲线分别表示氮、氧两种气体在相同 T时分子按速率的分布，其中

(1)曲线I气分子的速率分布曲线； 曲线Ⅱ表示 气分子的速率分布曲线。

(2)画有斜线的小长条面积表示 。 (3)。 3、(本题5分)

一定量单原子分子理想气体，沿abcda变化。 ab为等压过程，经此过程系统内能变化了Eb一Ea=600J。 bc为等容过程，经此过程系统放热Qbc=一800J，cd为 等温过程，da为绝热过程，由此知，ab过程系统吸热 QabJ，da过程系统作功WJ 。

4、(本题5分)

有一卡诺热机，用29kg空气为工作物质，工作在27℃的高温热源与-73℃的低温热源之间，此热机的效率??2.718倍，则此热机每一循环所作的功为 。(空气的摩尔质量为29X10kgmol)

5、(本题3分)

一定量的理想气体，在P---T图上经历一个如图所示的循环过程(a→b→c→d→a)，其中a→b，c→d两个过程是绝热过程，则该循环的效率?? 。

三、计算题(共25分)(必须写出计算过程)

P

-3

.

-1

1、(本题10分) 一定质量的水蒸气(视为理想气体)作abcda循环，

P2=2P1，V2=2V1。

求：(1)循环效率?

??

(2)工作在此循环最高温度和最低温度之间的 卡诺循环效率??? 2、(本题10分)

气缸内贮有一定量的水蒸气(视为刚性分子理想气体)，经abcda循环过程如图所示，其中a—b、c—d为等容过程，b—c为等温过程，d—a为等压过程。试求：循环效率???

（注：1atrn=l.013×10Pa)

5

3、(本题5分)

如图所示，AB、CD是绝热过程，CEA是等温过程，BED是任意过程，组成一个循环，

若图中EDCE所包围面积为70J，EABE所包围的面积为30J，CEA过程中系统放热100J，求BED过程中系统吸热为多少?

四、问答题(共10分) (本题10分)

在下列理想气体各种过程中，哪些过程可能发生?哪些过程不可能发生?为什么?

(1)等容加热时，内能减少，同时压强升高。 (2)等温压缩时，压强升高，同时吸热。 (3)等压压缩时，内能增加，同时吸热。 (4)绝热压缩时，压强升高，同时内能增加。