热学试题库

37物理学本科《热学》期终试卷（一）班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值2428101010810100得分一、选择题（24%，每题4分）1、热力学系统经绝热过程，系统的熵（E）A、增加B、减少C、不变D、可以增加也可以减少E、可以增加也可以不变2、两种理想气体的温度相同，摩尔数也相同，则它们的内能（C）A、相同B、不同C、可以相同也可以不同3、一隔板把长方形容器分成积相等的两部分，一边装CO2，另一边装H2，两边气体的质量相同，温度也相同，设隔板与器壁之间无摩擦，隔板（C）A、不动B、向右移动C、向左移动4、1mol理想气体从同一状态出发，通过下列三个过程，温度从T1降至T2，则系统放热最大的过程为（A）A、等压过程B、等容过程C、绝热过程5、下列过程中，趋于可逆过程的有（C）A、汽缸中存有气体，活塞上没有外加压强，且活塞与汽缸间没有摩擦38的膨胀过程B、汽缸中存有气体，活塞上没有外加压强，但活塞与汽缸间磨擦很大，气体缓慢地膨胀过程C、汽缸中存有气体，活塞与汽缸之间无磨擦，调整活塞上的外加压强，使气体缓慢地膨胀过程D、在一绝热容器内两种不同温度的液体混合过程6、无限小过程的热力学第一定律的数学表达式为：dQ=du+dA式中dA为系统对外所作的功，今欲使dQ、du、dA为正的等值，该过程是（C）A、等容升温过程B、等温膨胀过程C、等压膨胀过程D、绝热膨胀过程二、填空题（28%）1、理想气体温标的定义：①______________________(V不变)；②_______________________(P不变)。（4分）2、麦克斯韦速率分布函数为________________________________。（2分）3、理想气体CpCυ的原因是______________________________________________。（2分）4、晶体中四种典型的化学键是：_______________、________________、___________________、___________________。（4分）5、在T—S图中画出可逆卡诺循环，由线所围面积的物理意义是________________________________________________________。（4分）6、体积为V的容器内，装有分子质量为m1和m2两中单原子气体，此混合理想气体处于平衡状态时，两种气体的内能都等于u，则两种分子的平39均速率之比V1:V2=_____________;混合气体的压强等于_________。（4分）7、准静态过程：___________________________________________。（2分）循环过程：______________________________________________。（2分）8、试说明下列各含量的物理意义：①21Nυf(υ)dυ：________________________________________________________________________②f(υ)dυ:_____________________________________________。(4分)三、计算题（48%）1、证明理想气体定压摩尔热容量等于定容摩尔热容量与R之和。（10分）2、处在空气中的肥皂泡，其半径为r，泡外的压强为P0，求泡内的压强P，若肥皂泡的半径从r等温地增大到R，外界对肥皂泡需要作多少功？（10分）（肥皂泡的表面长力系数为α）3、64克氧气，当温度为27℃，体积为60升时。①经过等温膨胀，体积增至90升；②先经过等压膨胀，再经过等容过程达到与①同样的终态。试求系统在①、②两种过程所吸收的热量Q，对外所作的功A，以及内能的变化△u各是多少？（10分）4、一隔板把容器分成相等的两部分，一边盛有质量为m1，摩尔质量为μ1的理想气体，另一边为真空。当抽掉隔板后，则气体就自由膨胀而充满整个容器，试求系统的熵变。（8分）5、燃气涡轮机内工质进行如图所示的循环过程，其中1—2，3—4为绝热过程：2—3，4—1为等压过程。试证明这循环的效率η为η=12314TTTT又可写为η=r/)1r(p1140其中12ppp，vpCCr是绝热压缩过程的升压比,设工作物质为理想气体,Cp为常数。(10分)41物理学本科《热学》期终试卷（二）班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值2428610101012100得分一、选择题（24%，每题4分）1、两种不同的化学组份的混合理想气体，其状态方程为（）A、RTMMV2)PP(212121B、RT)MM(V2)PP(221121C、RTMMV)PP(212121D、RT)MM(V)PP(2211212、关于理想气体的内能，下面说法正确的是（）A、对应于某一状态，内能只具有一个数值B、当理想气体状态改变时，内能一定改变C、mol数相同的各种理想气体，只要温度相同，其内能都一样D、理想气体内能的改变总是等于)(21TTCvμME、某给定理想气体，处在一定状态，就具有一定内能3、如果只用绝热方法使系统初态变到终态，则（）42A、对于联结这两态的不同绝热过程，所作的功不同B、对于联结这两态的所有绝热过程，所作的功都相同C、由于没有热量交换，所以不作功D、系统总内能不变E、系统内能将随不同路径而变化4、一定质量的理想气体，如果吸热相同，则在等值过程中，作功量多的是（）A、等容过程B、等压过程C、等温过程5、1mol理想，从同一状态出发，通过下列三种过程后，体积都从V1增大到V2，则系统内能增加最大的过程为（）A、绝热过程B、等压过程C、等温过程6、体积随温度降低而增大的物质，其熔点（）A、随外加压强增大而降低B、随外加压强增大而升高C、不随外加压强变化而改变D、可能随外加压强增大而升高，也可能降低，视其化学成份而定二、填空题（28%）1、能量均分定理为________________________________________。（2分）2、热力学第二定律的开尔文表述__________________________________，热力学第二定律的克劳修斯表述为________________________________________________________________________________________。（4分）3、设一理想气体，用符号+、-、0分别表示P，V，T的增加、减少和不变。A为+表示外界对系统作正功，Q为+表示系统吸收热量，△u为+表示系统内能增加，试填下表：（共8分，错2格扣1分）43改变量过程△T△V△PA△UQ等压等温等容绝热4、玻尔兹曼分子按能量分布律为____________________________。（2分）5、克拉伯龙方程是______________________________________。（2分）6、氮分子的有效值径为3.8×10-10m，则其在标准状态下的平均自由程为________________和碰撞频率为______________________。（4分）7、晶体的宏观特性有____________________、__________________、__________________________________________。（3分）8、热力学第一定律表述为__________________________________________________________________________________________________其数学表达式为________________________________________。（3分）三、计算题（48%）1、证明两绝热线不能相交。（6分）2、在半径r=0.3mm的毛细管中注水，一部分在管的下端形成水滴，其形状可以视作半径R=3mm球的一部分，如图所示，已知水的表面张力系数α=7.3×10-2N/m，上端液体与毛细44管的接触角为0度，试求管中水柱的高度h。（10分）3、取mol数为δ的某种理想气体，用如下两种方式由态A过渡到态C，如图所示，试按以下过程计算熵的变化SC—SA：①由A经等温过程到达C；②由A经等容过程到达B，再经等压过程到达C。（10分）4、有N个粒子，其速率分布函数为f(V)=)VV(,)0VV(,0)(CNdVdN00常数①作速率分布函数曲线；②由V0求常数C；③速率处在V1（V0）附近单位速率间隔内的粒子数；④速率处在V1~V2（V0）间隔内的粒子数；⑤粒子的平均速率。（10分）5、试证明工作在高温热源T1与低温热源T2之间的可逆卡诺热机的效率为12TT1（12分）45物理学本科《热学》期终试卷（三）班级_______姓名_________学号________题型一二三总分分值212912101288100得分一、选择题（21%，每小题3分）1、物质在三相点时,其汽化曲线的斜率升华曲线的斜率。（）A、大于B、小于C、等于2、一瓶氧气，在高速运输的过程中突然被迫停止下来，则瓶内氧气的（）A、压强和温度均保持不变B、压强变，温度不变C、压强不变，温度变D、压强和温度均要变3、一个不受外界影响的“孤立系统”，其内部发生的过程，总是（）A、由几率大的状态向几率小的状态进行B、由几率小的状态向几率大的状态进行C、处于平衡态4、一定质量的气体在压强保持不变的情况下，温度由50℃升到100℃时，其体积将改变百分之几？（）A、15.5B、13.4C、505、两容器分别贮有氢气和氧气，如果压强、体积和温度都相同，则它们的46分子的速率分布是否相同？（）A、相同B、不相同C、不能确定6、一个水分子H2O，如果在刚性情况下，则它的自由度数为（）A、2B、3C、5D、67、冰溶解后，体积要（）A、增大B、缩小C、不变二、填空题（29%）1、系统发生热传递的必要条件是__________________，国际单位制中基本的热学物理量是_________，它的单位名称是_____________，国际代号为_________。（2分）2、测得某种理想气体的比热容γ为1.4，其定容摩尔热容量Cv为_____________，定压摩尔热容量CP为____________。（2分）3、如图所示，判断过程中各物理量的正、负符号，并填入下表，规定系统对外作功A取正，系统吸热Q取正号，内能增加△U为正号，其a→b为绝热过程。（4分）过程A△TQ△Ua→bb→cc→a循环abca4、晶体的宏观特性有__________________、_____________________、________________________________。（3分）475、氮分子的有效直径为3.8×10-10m,则其在标准状态下的平均自由程为_________________和碰撞频率为______________________。（2分）6、冰熔解为水，其比容变_____________，所以，冰的熔点随外界压力增大而__________。（2分）7、蒸发与沸腾都是______________现象，两者相比，蒸发的特点是在____________________________________________________。（2分）8、克拉伯龙方程为_______________________，它可以反映相变过程的临界曲线的斜率。（2分）9、一容器内贮有氧气，其压强P=1.0atm，温度t=27℃，则其单位体积内的分子数为________________；氧分子的质量_______________；最可几率为_______；方均根速率为_________。（4分）10、气体从非平衡态到平衡态的过程，叫输运过程