東北大學(xué)物理作業(yè)答案-熱學(xué)

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1、第12章氣體動(dòng)理論作業(yè)一、教材：選擇填空題1，2，4計(jì)算題：14，16，20，21二、附加題（一）、選擇題1、某種理想氣體,體積為V,壓強(qiáng)為p，絕對(duì)溫度為T(mén)，每個(gè)分子的質(zhì)量為m，R為普通氣體常數(shù)，N0為阿伏伽德羅常數(shù)，則該氣體的分子數(shù)密度n為A(A)pN0/(RT).(B)pN0/(RTV).(C)pmN0/(RT).(D)mN0/(RTV).2、若理想氣體的體積為V，壓強(qiáng)為p,溫度為T(mén)，一個(gè)分子的質(zhì)量為m，k為玻耳茲曼常量，R為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：B(A)pV/m.(B)pV/(k

2、T).(C)pV/(RT).(D)pV/(mT).3、兩瓶質(zhì)量密度相等的氮?dú)夂脱鯕?氮?dú)夂脱鯕庖暈槔硐霘怏w)，若它們的方均根速率也相等，則有：C(A)它們的壓強(qiáng)p和溫度T都相等.(B)它們的壓強(qiáng)p和溫度T都都不等.(C)壓強(qiáng)p相等,氧氣的溫度比氮?dú)獾母?(D)溫度T相等,氧氣的壓強(qiáng)比氮?dú)獾母?（二）、計(jì)算題1、將1mol溫度為T(mén)的水蒸氣分解為同溫度的氫氣和氧氣，求氫氣和氧氣的內(nèi)能之和比水蒸氣的內(nèi)能增加了多少？（所有氣體分子均視為剛性分子）解：1molH2O的內(nèi)能分解成1molH20.5molO22、一

3、瓶氫氣和一瓶氧氣溫度相同.若氫氣分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為6.21×10－21J，求:(1)氧氣分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和方均根速率;(2)氧氣的溫度解：（1）因?yàn)楹退裕?）3、設(shè)一理想氣體系統(tǒng)由N個(gè)同種氣體分子組成，其速率分布函數(shù)為：式中為已知速率值，a為待求常數(shù)求：（1）用已知值表示常數(shù)a；（2）分子的最概然速率；（3）N個(gè)分子的平均速率；（4）速率在0到之間的分子數(shù)；（5）速率在到之間分子的平均速率。解：（1）有歸一化條件（2）當(dāng)時(shí)，為最大值所以（3）（4）（5）4、在相同溫度下,2摩爾氫氣和1摩爾氦氣分

4、別放在兩個(gè)容積相同的容器中。試求兩氣體(1)分子平均平動(dòng)動(dòng)能之比;(2)分子平均總動(dòng)能之比;(3)內(nèi)能之比;(4)方均根速率之比;(5)壓強(qiáng)之比;(6)密度之比.解因?yàn)闅錃獾淖杂啥萯=5;氦氣的自由度i=3(1)(2)(3)，(4)，(5)，(6)，5、已知是氣體速率分布函數(shù)。N為總分子數(shù)，n為單位體積內(nèi)的分子數(shù),為最概然速率。試說(shuō)明以下各式的物理意義。解（1）表示分布在范圍內(nèi)的分子數(shù)（2）表示范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分之?dāng)?shù)的百分比（3）表示速率在之間的分子數(shù)（4）表示速率大于的分子數(shù)（5）表示速率區(qū)間的分

5、子數(shù)占總分子數(shù)的百分率(6)表示速率在區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分之?dāng)?shù)的百分比.（7）表示分布在速率區(qū)間的分子數(shù)在總分子數(shù)中占的百分率（8）表示分子平動(dòng)動(dòng)能的平均值．（9）表示速率大于v0的那些分子的平均速率第13章熱力學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)一、教材：選擇填空題1~6；計(jì)算題：14，15,23，二、附加題（一）、選擇題1、摩爾數(shù)相同的兩種理想氣體，一種是氦氣，一種是氫氣，都從相同的初態(tài)開(kāi)始經(jīng)等壓膨脹為原來(lái)體積的2倍，則兩種氣體A(A)對(duì)外做功相同，吸收的熱量不同.(B)對(duì)外做功不同，吸收的熱量相同.(C)對(duì)外做功和吸收的

6、熱量都不同.pVOⅠⅡ(D)對(duì)外做功和吸收的熱量都相同.2、如圖所示的是兩個(gè)不同溫度的等溫過(guò)程，則A(A)Ⅰ過(guò)程的溫度高，Ⅰ過(guò)程的吸熱多.(B)Ⅰ過(guò)程的溫度高，Ⅱ過(guò)程的吸熱多.(C)Ⅱ過(guò)程的溫度高，Ⅰ過(guò)程的吸熱多.(D)Ⅱ過(guò)程的溫度高，Ⅱ過(guò)程的吸熱多.3、1mol理想氣體從p－V圖上初態(tài)a分別經(jīng)歷如圖所示的(1)或(2)過(guò)程到達(dá)末態(tài)b，已知TaQ2>0.(B)Q2>Q1>0.(C)Q2

7、>0.4、某理想氣體，初態(tài)溫度為T(mén)，體積為V，先絕熱變化使體積變?yōu)?V，再等容變化使溫度恢復(fù)到T，最后等溫變化使氣體回到初態(tài)，則整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，氣體：A(A)向外界放熱.(B)從外界吸熱.(C)對(duì)外界做正功.(D)內(nèi)能減少（二）、計(jì)算題1、一定量的理想氣體，其體積和壓強(qiáng)依照V=的規(guī)律變化，其中a為已知常數(shù),求：(1)氣體從體積V1膨脹到V2所作的功；(2)體積為V1時(shí)的溫度T1與體積為V2時(shí)的溫度T2之比.解：（1）因?yàn)閂=，所以（2）T(K)V(10-2m3)Oabc122、1mol單原子分子理想氣

8、體的循環(huán)過(guò)程如圖的T—V圖所示，其中c點(diǎn)的溫度為T(mén)c=600K，試求：(1)ab、bc、ca各個(gè)過(guò)程系統(tǒng)與外界交換的熱量;(2)循環(huán)的效率.解：（1）a-b等壓過(guò)程因?yàn)榈葔核詁-c等體過(guò)程c-a等溫過(guò)程（2）3、如圖為一循環(huán)過(guò)程的T-V圖線。該循環(huán)的工作物質(zhì)為nmol的理想氣體，CV和g均已知且為常數(shù)。已知a點(diǎn)的溫度為T(mén)1，體積為，b點(diǎn)的體積為，ca為絕熱過(guò)程，求：(1)c點(diǎn)的溫度；(2)循環(huán)的效率.解：（1）ca為絕熱過(guò)程（2）a-b等溫過(guò)程b-c等