大学物理习题2第二篇.ppt

第二册 热学 32、在大气中有一绝热气缸，其中装有一定量的理想气体，然后用电炉徐徐供热 如图所示 ，使活塞 无摩擦地 缓慢上升．在此过程中，以下物理量将如何变化？ 选用“变大”、“变小”、“不变”填空 1 气体压强______________； 2 气体分子平均动能_________； 3 气体内能_________． 不变 变大 变大 33、已知1 mol的某种理想气体 其分子可视为刚性分子 ，在等压过程中温度上升1 K，内能增加了20.78 J，则气体对外作功为________________，气体吸收热量为_____________． 普适气体常量 8.31 J 29.09 J 34、有1 mol刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功W，则其温度变化ΔT＝__________；从外界吸取的热量Qp＝____________． W/R 35、一定量理想气体，从A状态 2p1，V1 经历如图所示的直线过程变到B状态 2p1，V2 ，则AB过程中系统作功W＝_________；内能改变ΔE _________． 0 36、压强、体积和温度都相同的氢气和氦气 均视为刚性分子的理想气体 ，它们的质量之比为m1∶m2 __________，它们的内能之比为E1∶E2 __________，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为W1∶W2 __________． 各量下角标1表示氢气，2表示氦气 1: 2 5: 3 5: 7 37、如图，温度为T0，2 T0，3 T0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环： 1 abcda， 2 dcefd， 3 abefa，其效率分别为 η1____________，η2____________， η3 ____________． 33.3％ 50％ 66.7％ 38、一卡诺热机 可逆的 ，低温热源的温度为27℃，热机效率为40％，其高温热源温度为_______ K．今欲将该热机效率提高到50％，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加______ K． 500 100 39、气体经历如图所示的一个循环过程，在这个循环中，外界传给气体的净热量是___________． 90J 40、给定的理想气体 比热容比g为已知 ，从标准状态 p0、V0、T0 开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的温度T＝____________，压强p＝__________． 41、一密封房间的体积为 5×3×3 m3，室温为20 ℃，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少？如果气体的温度升高 1.0Ｋ，而体积不变，则气体的内能变化多少？气体分子的方均根速率增加多少？已知空气的密度r＝1.29 kg/m3，摩尔质量Mmol＝29×10-3 kg /mol，且空气分子可认为是刚性双原子分子．（普适气体常量R＝8.31 J·mol-1·K-1） 三、计算题 解：根据 ， 可得 ， 即 ＝7.31×106 ． 又 ＝ ＝4.16×104 J． 及 ＝ ＝0.856 m/s． 解： p1V nRT1 p2V nRT2 ∴ T2 2 T1p2 / p1 42、一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2．及使用前后分子热运动平均速率之比 ． 43、1mol双原子分子理想气体从状态A p1,V1 沿p -V图所示直线变化到状态B p2,V2 ，试求： 1 ?气体的内能增量． 2 ?气体对外界所作的功． 3 气体吸收的热量． 4 此过程的摩尔热容． 摩尔热容C ，其中 表示1 mol物质在过程中升高温度 时所吸收的热量． 解： 1 2 ， W为梯形面积，根据相似三角形有p1V2 p2V1，则 ． 3 Q ΔE+W 3 p2V2－p1V1 ． 4 以上计算对于A→B过程中任一微小状态变化均成立， 故过程中 ΔQ 3Δ pV ． 由状态方程得 Δ pV RΔT， 故 ΔQ 3RΔT， 摩尔热容 C ΔQ/ΔT 3R． 44、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． 4 试求在整个过程中气体所作的功． 1 atm＝1.013×105 Pa 解： 1 p－V图如右图.