東北大學(xué)物理作業(yè)答案-熱學(xué)

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1、第12章氣體動理論作業(yè)一、教材：選擇填空題1，2，4計算題：14，16，20，21二、附加題（一）、選擇題1、某種理想氣體,體積為V,壓強為p，絕對溫度為T，每個分子的質(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，壓強為p,溫度為T，一個分子的質(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/(kT).(C)pV/(RT).(D)pV/

2、(mT).3、兩瓶質(zhì)量密度相等的氮氣和氧氣(氮氣和氧氣視為理想氣體)，若它們的方均根速率也相等，則有：C(A)它們的壓強p和溫度T都相等.(B)它們的壓強p和溫度T都都不等.(C)壓強p相等,氧氣的溫度比氮氣的高.(D)溫度T相等,氧氣的壓強比氮氣的高.（二）、計算題1、將1mol溫度為T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、一瓶氫氣和一瓶氧氣溫度相同.若氫氣分子的平均平動動能為6.21×10－21J，求:

3、(1)氧氣分子的平均平動動能和方均根速率;(2)氧氣的溫度解：（1）因為和所以（2）3、設(shè)一理想氣體系統(tǒng)由N個同種氣體分子組成，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，為最大值所以（3）（4）（5）4、在相同溫度下,2摩爾氫氣和1摩爾氦氣分別放在兩個容積相同的容器中。試求兩氣體(1)分子平均平動動能之比;(2)分子平均總動能之比;(3)內(nèi)能之比;(4)方均根

4、速率之比;(5)壓強之比;(6)密度之比.解因為氫氣的自由度i=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）表示分子平動動能的平均值．（

5、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)開始經(jīng)等壓膨脹為原來體積的2倍，則兩種氣體A(A)對外做功相同，吸收的熱量不同.(B)對外做功不同，吸收的熱量相同.(C)對外做功和吸收的熱量都不同.pVOⅠⅡ(D)對外做功和吸收的熱量都相同.2、如圖所示的是兩個不同溫度的等溫過程，則A(A)Ⅰ過程的溫度高，Ⅰ過程的吸熱多.(B)Ⅰ過程的溫度高，Ⅱ過程的吸熱多.(C)Ⅱ過程的溫度高，Ⅰ

6、過程的吸熱多.(D)Ⅱ過程的溫度高，Ⅱ過程的吸熱多.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)過程到達末態(tài)b，已知TaQ2>0.(B)Q2>Q1>0.(C)Q20.4、某理想氣體，初態(tài)溫度為T，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)，則整個循環(huán)過程中，氣體：A(A)向外界放熱.(B)從外界吸熱.(C)對外界做正功.(D)內(nèi)能減少（二）、計算題1、

7、一定量的理想氣體，其體積和壓強依照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時的溫度T1與體積為V2時的溫度T2之比.解：（1）因為V=，所以（2）T(K)V(10-2m3)Oabc122、1mol單原子分子理想氣體的循環(huán)過程如圖的T—V圖所示，其中c點的溫度為Tc=600K，試求：(1)ab、bc、ca各個過程系統(tǒng)與外界交換的熱量;(2)循環(huán)的效率.解：（1）a-b等壓過程因為等壓所以b-c等體過程c-a等溫過程（2）3、如圖為一循環(huán)過程的T-V圖線。該循環(huán)的工作物質(zhì)為nmol的理想氣體

8、，CV和g均已知且為常數(shù)。已知a點的溫度為T1，體積為，b點的體積為，ca為絕熱過程，求：(1)c點的溫度；(2)循環(huán)的效率.解：（1）ca為絕熱過程（2）a-b等溫過程b-c等