全国部分地区大学生物理竞赛（热学）课件.ppt

物理竞赛辅导 热 学;气体动理论;1.一定量的理想气体盛于容器中，则该气体分子热运动的平均自由程仅决定于;4.有一个边长为10cm的立方体容器，内盛处于标准状态下的He气，则单位时间内原子碰撞一个器壁面的次数的数量级为;5.氧气在温度为27℃、压强为1个大气压时，分子的方均根速率为485米／秒，那么在温度为27℃、压强为0.5个大气压时，分子的方均根速率为________米／秒，分子的最可几速率为________米／秒，分子的平均速率为______米／秒。;;根据麦克斯韦速率分布律，在任意速率区间 内的分子数占总分子数的百分率为：;9. 真实气体在气缸内以温度 等温膨胀，推动活塞作功，活塞移动距离为L。若仅考虑分子占有体积去计算功，比不考虑时为( )；若仅考虑分子之间存在作用力去计算功，比不考虑时为( )。 ;10.在地面上竖立一根弯管，管的两端各连接一个盛水容器，弯管和容器都是绝热的，设初始时两容器中的温度相同(都等于T)，管内充满温度为T的饱和水蒸汽。在考虑重力作用的情况下，上述状态能否保持不变?为什么?如果发生变化，则最终状态与上述状态的差别何在?;11. 如图所示，一半径为R高为H的圆筒内盛有N个气体分子，每个分子的质量同为 ，圆筒绕轴以恒角速度 旋转，桶内气体的状态达到平衡后其温度为T，试求桶内气体分子的数密度n的分布规律。(注：不考虑重力的影响。);因;12.两个无限长圆筒共轴地套在一起，内筒和外筒的半径分别为R1和R2。内筒和外筒分别保持在恒定的温度T1和T2，且T1＞T2。已知两筒间的导热系数为k，试求稳定时离轴r处的温度。(R1＜r＜R2);解得：;基本公式：;1.隔板C把绝热材料包裹的容器分为A、B两室。如图所示，A室内充以真实气体，B室为真空。现把C打开，A室气体充满整个容器，在此过程中，内能应__________。;2.摩尔数相同的两种理想气体，第一种由单原子分子组成，第二种由双原子分子组成，现两种气体从同一初态出发，经历一准静态等压过程，体积膨胀到原来的两倍(假定气体的温度在室温附近)。在两种气体经历的过程中，外界对气体作的功 与 之比为________；两种气体内能的变化 与 之比为________。 ;对x过程，设想??微小变化：温度改变dT，体积改变dV，则由过程方程有;4.一摩尔氮气(设氮气服从范德瓦尔斯方程)作等温膨胀，体积由V1变到V2。试求氮气(a)对外界作的功；(b)内能的改变；(c)吸收的热量。;(b) 一摩尔气体分子热运动的动能为 。作等温膨胀时 。;5.有n摩尔的理想气体，经历如图所示的准静态过程，图中p0、V0是已知量，ab是直线，求 ;极值处;(1)初态到中间态：空气和饱和蒸汽并存，对空气应用玻意耳定律：;(2) 中间态到终态：无水，空气和蒸汽并存，对混合气体应用玻意耳定律：;7. 设高温热源的温度为低温热源的温度的n倍，理想气体经卡诺循环后，从高温热源吸收的热量与向低温热源放出的热量之比为___________。;9.有一卡诺循环，当热源温度为100℃，冷却器温度为0℃时，一循环作净功8000J，今维持冷却器温度不变，提高热源温度，使净功增为10000J。若此两循环都工作于相同的二绝热线之间，工作物质为同质量的理想气体，则热源温度增为______℃；效率增为_____％。;10.以可逆卡诺循环方式工作的致冷机，在某环境下它的致冷系数为 ＝30.3，在同样环境下把它用作热机，则其效率为 ＝________％。;11.房间内有一空调机，该机按可逆卡诺循环工作，在连续工作时，每秒需对该机作P焦耳的功。夏天该机从室内吸热释放至室外以降低室温。冬天将该机反向运行，从室外吸热释放至室内以提高室温。已知当室内、室外的温差为 时，每秒由室外漏入室内(或由室内漏至室外)的热量 ，A为一常数。(1)夏天该机连续工作时，室内能维持的稳定温度T2为何?已知室外的温度恒定为T1。(2)冬天该机连续工作时，欲使室内能维持的稳定温度为 ，室外的最低温度 需为何?;12.1mol单原子理想气体从初态压强p0＝32Pa，体积V0＝8m3经p-V图上的直线过程到达终态压强p1＝lPa，体积V1＝64m3；再经绝热过程回到初态，如此构成一循环。求此循环的效率。;把已知条件带入;13.某气体系统在p一V坐标面上的一条循环过程线如图所示，试证该系统在对应的循环过程中其摩尔热容量不能为恒量。;14. 某单原子理想气体经历的一准静态过程中，压强p与温度T成反比例关系。(1)求此过程种该气体的摩尔热容量C ；(2)设过程中某