林科大大物作业7

大学物理主讲大学物理作业7参考答案一、选择题1、关于温度的意义，(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度。(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义。(3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同。(4)从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。(A)(1)、(2)、(4)(B)(1)、(2)、(3)(C)(2)、(3)、(4)(D)(1)、(3)、(4)答：B大学物理主讲2、处于平衡态的气体中,分子的平均速率,方均根速率和最可几速率之间的大小关系是（A）(B)(C)(D)Pvvv22vvvP2vvvPPvvv2答：BmolpMRTv2molMRTv8molMRTv32大学物理主讲答案（C）3.温度、压强相同的氦气和氧气，它们的分子的平均动能和平均平动动能有如下关系：(A)和都相等；(B)相等，而不相等；(C)相等，而不相等；(D)和都不相等。wkTi24、1摩尔双原子刚性分子理想气体，在1atm下从0℃上升到100℃时，内能的增量为(A)23J；(B)46J；(C)2077.5J；(D)1246.5J答案（C）J5.207710031.8252TRiMMEmol大学物理主讲5、对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外所做的功与从外界吸收的热量之比W/Q为：(A)1/3；(B)1/4；(C)2/5；(D)2/7答：DTRiMMQmol22TRMMWmol大学物理主讲答：C6、压强、体积和温度都相同（常温条件）的氧气和氦气在等压过程中吸收了相等的热量，它们对外作的功之比为（A）1:1；（B）5:9；（C）5:7；（D）9:5。)()(1212TTRMMVVPWmol)(22)(1212TTRiMMTTCMMQmolpmol22222OHeHeOHeOiiTTWWHeOHeOTTWW222222OHeHeOiiTT大学物理主讲答：D7、在P-V图上有两条曲线abc和adc,由此可以得出以下结论:（A）其中一条是绝热线，另一条是等温线；（B）两个过程吸收的热量相同；（C）两个过程中系统对外作的功相等；（D）两个过程中系统的内能变化相同。pVbcOad大学物理主讲8、一热机由温度为727℃的高温热源吸热，向温度为527℃的低温热源放热，若热机在最大可能效率下工作、且吸热为2000焦耳，热机作功约为（A）400J；（B）1450J；（C）1600J；（D）2000J。答：A%2010008001112TT1QW1QW大学物理主讲9、你认为以下哪个循环过程是不可能的：(A)绝热线、等温线、等压线组成的循环；(B)绝热线、等温线、等容线组成的循环；(C)等容线、等压线、绝热线组成的循环；(D)两条绝热线和一条等温线组成的循环答：D大学物理主讲1、若是气体刚性分子的运动自由度数，则所表示的是；所表示的是；所表示的是。kTi2kT23RTi2i分子的平均平动动能分子的平均动能1mol气体的内能二、填空题2、三个容器内分别贮有1mol氦（He）、1mol氢（H2）和1mol氨（NH3）（均视为刚性分子的理想气体）。若它们的温度都升高1K，则三种气体的内能的增加值分别为：氦：△E=，氢：△E=，氨：△E=。20.8J12.5J24.9JTRiMMEmol2大学物理主讲3、在容积为10-2m3的容器中，装有质量为100g的气体，若气体分子的方均根速率为300mS-1，则气体的压强为。Pa103522233131vVMvmVNvnmP4、氮气在标准状态下的分子平均碰撞次数为5.42×108s-1，分子平均自由程为6×10-6cm，若温度不变，气压降为0.1atm，则分子的平均碰撞次数变为；平均自由程变为。6×10-5cm5.42×107s-1pdkT22zv大学物理主讲5、在常压下，把一定量的理想气体温度升高50℃，需要160J的热量，在体积不变的情况下，把此气体温度降低100℃，将放出240J的热量，则此气体分子的自由度是。TRiMMQmolp22TRiMMQmolv2342ii66、假如有一定量的气体作如右图所示的循环过程，则气体所做的净功为。PP03P0V03V0V-2P0V0大学物理主讲7、一卡诺热机从327℃的高温热源吸热，向27℃的低温热源放热。若该机从高温热源吸收l000J的热量，则该机所作的功W＝，放出热量Q2＝。121TT1QW500J500J大学物理主讲9、2mol氢气(可视为理想气体)，从状态参量P0、V0、T0的初态经等容过程到末态，在此过程中，气体从外界吸收热量Q，则氢气末态的温度T=;末态的压强P=.TRiMMEQmol2iRQTiRQT0)1(00iRTQP8、热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的，都表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。开尔文表述指出了的过程是不可逆的，而克劳修斯表述指出了的过程是不可逆的。功热转换热传导大学物理主讲1．1mol的氢气,在压强为1.0×105Pa、温度为20℃时,其体积为V0。今使它经以下两种过程达到同一状态:（1）先保持体积不变，加热使其温度升高到80℃，然后令它作等温膨胀，体积变为原体积的2倍；（2）先使它作等温膨胀至原体积的2倍，然后保持体积不变，加热使其温度升到80℃。试分别计算以上两种过程中吸收的热量，气体对外作的功和内能的增量；并在P-V图上表示两过程。三、计算题：大学物理主讲解：（1）)(5.12466031.82525JTRTCEV)(3.20332ln)80273(31.8ln12JVVRTA)(8.3279JEAQ)(7.16872ln)20273(31.8ln12JVVRTA)(5.12466031.82525JTRTCEV)(2.2934JEAQ（2）大学物理主讲2、如果一定量的理想气体，其体积和压强依照/Vap的规律变化，其中a为已知常数。试求：(1)气体从体积V1膨胀到V2所做的功；(2)体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比。22apV22(/)dWpdVaVdV212221211()VVaWdVaVVV(1)解：大学物理主讲111222TpVTpV11/Vap22/Vap21221pVpV212122121TVVVTVVV(2)又，所以大学物理主讲解：3、1mol氦气经历如图所示的循环过程，试求循环效率。等温线PP12P1OV12V1Vbac在bc过程中吸收的热量为112)(2)(2VPiTTRiTTRiMMQbcbcmolbc在ca过程中吸收的热量为2ln2ln11VPVVRTMMQcacmolca大学物理主讲在ab过程中放出的热量为)2ln22(2ln221111111iVPVPVPiQQQcabc11222)(22)(22VPiTTRiTTRiMMQQbabamolab在循环过程中吸收的热量为循环效率为%4.1332ln422ln42ln422ln4)2ln22(221112iiiQQ大学物理主讲证：在bc过程中吸收的热量为112)(2)(2)(2VPPiTTRMMiTTRiMMQbcmolbcmolbc在ca过程中吸收的热量为0caQ4、以理想气体为工作热质的热机循环，如图所示。试证明其效率为2121111VVPP绝热线PVbaV2cP2P1OV1大学物理主讲在ab过程中放出的热量为)(22)(221212VVPiTTRiMMQQbamolab循环效率为111)(2)(2211121211212112PPVVVPPiVVPiQQ大学物理主讲5、居室内气温保持为27℃，在此室内放置着一台冰箱，用此冰箱做一盒-13℃的冰块需要从冰冻室中取走2.09×105J的热量排放到居室空气中，假定冰箱是理想的卡诺致冷机：(1)做一盒具有上述冷热程度的冰块，需要对此致冷机的工质做多少功?(2)如此冰箱能从其冷冻室取出热量的“速率”为2.09×102J/s，求所需的电功率是多少。(3)做上述一盒冰块需要多长时间?2221()QTeWTT423.2210QWJe(1)=6.5解：大学物理主讲(2)2222.091032.2W6.5QQWqetPttee(3)3210sQtq