大学物理热学习题附答案 下载本文

一、选择题

1.4251:D;2.4252:D;3.4014:C;4.4022:C;5.4023:C;6.4058:C; 7.4013:C;8.4012:B;9.4039:D;10.4041:B;11.4084:C;12.4133:D; 13.4098:D;14.4089:C;15.4094:B;16.4100:B;17.4095:A;18.4116:A; 19.4121:D;20.4122:D;21?.4123:B;22.4124:C;23.4125:D;24.4126:D; 25.4135:D;26.4136:C;27.4142:A;28.4143:C;29.4101:A;30.4056:B; 31.4407:C;32.4465:B;33.4955:B; 二、填空题

1.4008: 2.4253: 3.4017: 4.4018: 5.4025: 6.4068: 7.4069: 8.4075: 9.4273: 10.4655:11.4656:12.4016:13.0192:14.4029:15.4282:16.4459:17.4040:18.4042:19.4092:20.4108:21.4316:1.04kg?m?3 0 ; kT/m

6.23×10 3 ; 6.21×10?21; 1.035×10?21

3552kT ; 2kT ; 2MRT/Mmol

6.59×10?26kg

28×10?3kg/mol 1.93; 4.01×104

28×10?3kg/mol ; 1.5×103J 4.0×10?3kg 5/3

38p0 2p5V00V0 ; 2p0V0 ; 13R

12.5J ; 20.8J ; 24.9J nf(v)dxdydzdv (ln2)RT/(Mmol g) (2) ; (1) ?

??100f(v)dv;

?100Nf(v)dv

1000m/s; 2?1000m/s

495m/s

?|W1| ; ?|W2| >0 ; >0 AM ; AM、BM

22.4584: 等压 ; 等压; 等压 23.4683: 吸热 ; 放热; 放热 24.4109: 500 ; 700

7W25.4319: W/R ; 2

3p1V1226.4472: ; 0

27.4689: 1:2 ; 5:3; 5:7

328.5345: 8.64?10

29.4127: 500; 100 30.4128: 200J

11w??1???) w?1(或31.4698:

32.4701: 40J ; 140J 33.4336: 不变 ; 增加

34.4596: 状态几率增大 ; 不可逆的

??1??135.4154: V2; (V1/V2)T1 ; (RT1/V2)(V1/V2)

36.4006: 1.33×105 Pa 37.4956: 2 三、计算题

15Mv2R?T1.4302:解:0.8×2=(M / Mmol)2,∴ T=0.8 Mmol v2 / (5R)=0.062 K-----3分

又: ?p=R?T / V (一摩尔氧气) ∴

?p=0.51 Pa--------------------------------------------------------------------------2分

11Nmv2Nik?T2.4070:解:定向运动动能2,气体内能增量2,i=3。按能量守恒应有:11Nmv2Nik?T2mv?iR?T/NA22=, ∴

----------------------2分

22???T?Nmv/iR?Mv/?iR?? 6.42 K-------------------2分 Amol(1)

(2) ?p??M/Mmo?lR?T/V=6.67×10?4 Pa-------------------------2分

1?U??M/Mmol?iR?T2(3) =2.00×103 J------------------------------2分

(4)

???1ik?T?1.33?10?22J2-------------------------------------------2分

3.4077:解:(1) 设分子数为N,据: U = N (i / 2)kT 及 p = (N / V)kT 得: p = 2U / (iV) = 1.35×105 Pa-----------------------------------------------4分

3kTw?25UNkT2(2) 由:

?21得: w?3U/?5N??7.5?10 J--------------------------------3分

又:

U?N5kT2

得: T = 2 U / (5Nk)=362k ------------------------------------------3分

1viR?T4.4301:解:A= Pt = 2---------------------------2分

∴?T = 2Pt /(v iR)=4.81 K----------------------------3分 5.4111:解:氦气为单原子分子理想气体,i?3 (1) 等体过程,V=常量,W =0,据Q=?U+W 可知:

Q??U?MCV(T2?T1)Mmol=623 J ----------------------------3分

Q?(2) 定压过程,p = 常量,

MCp(T2?T1)Mmol=1.04×103 J;?U与(1) 相同

W?Q??U?417J------------------------------------------------4分

(3) Q =0; ?U与(1) 相同; W???U??623J (负号表示外界作功)----------3分

6.4324:解:初态参量p0、V0、T0。末态参量p0、5V0、T。由 p0V0 /T0 = p0(5V0) /T 得: T = 5T0 ----------------------1分 p-V图如图所示-------------------2分 等温过程:ΔU=0

QT =WT =( M /Mmol )RT ln(V2 /V1)

=3RT0ln5 =1.09×104 J--------------2分

等体过程: WV = 0

QV =ΔUV = ( M /Mmol )CVΔT

O p0 p T0 5T0

V0 5V0 V

=( M /Mmol )CV(4T0) =3.28×103CV ---------2分

由: Q= QT +QV

得: CV =(Q-QT )/(3.28×103)=21.0 J·mol-1·K-1

??CpCV?CV?R?1.40CV------------------------------3分

7.4587:解:(1) 气体对外作的功等于线段ac下所围的面积

W=(1/2)×(1+3)×1.013×105×2×103? J=405.2 J-------------3分

(2) 由图看出 PaVa=PcVc

∴Ta=Tc

--------------------------------2分

内能增量 ?U?0----------------------------------------------------------------2分

(3) 由热力学第一定律得:Q??U?W?405.2J------------------3分 8.5347:解:该氮气系统经历的全部过程如图

设初态的压强为p0、体积为V0、温度为T0,而终态压强为p0、体积为V、温度为T。在全部过程中氮气对外所作的功

W = W (等压)+ W (等温)

W (等压) = p0(2 V0-V0)=RT0-------------------------1分

p (atm)

2 1 W (等温) =4 p0 V0ln (2 p0 / p0) = 4 p0 V0ln 2 = 4RT0ln2----------2分 ∴ W =RT0 +4RT0ln 2=RT0 (1+ 4ln 2 )=9.41×10 J-----------------2O 分 V0 2V0 5?U?CV(T?T0)?R(4T0?T0)2氮气内能改变:

=15RT0 /2=1.87×104 --------------------------3分

氮气在全部过程中吸收的热量: Q =△U+W=2.81×104 J---------2分

3

V V

9.0203:解:设a状态的状态参量为p0, V0, T0,则pb=9p0, Vb=V0, Tb=(pb/pa)Ta=9T0 ---1分

p0Vc2Vc?pc?2V0; ∴∵ pV0?3V0p0-----------------------1分

∵ pc Vc =RTc ; ∴Tc = 27T0 -------------------------------------1分

(1) 过程Ⅰ

QV?CV(Tb?Ta)?3R(9T0?T0)?12RT0----------------1分 2过程Ⅱ Qp = C p(Tc -Tb ) = 45 RT0 ----------------------------------------1分

Q?CV(Ta?Tc)??(p0V2)dV/V02?3R(T0?27T0)?p0(Va3?Vc3)223VVc0过程Ⅲ

Vap0(V03?27V03)??39RT0???47.7RT023V0----------------3分

??1?(2)

47.7RT0|Q|?1??16.3%QV?Qp12RT0?45RT0--------------------------2分