习题及答案

6、一绝热容器被隔板分成两半,一半是真空,另一半是理想气体,若把隔板抽出,气体将

进行自由膨胀,达到平衡后

(A) 温度不变,熵增加。 (B) 温度升高,熵增加。

(C) 温度降低,熵增加。 (D) 温度不变,熵不变。 [ ]

7、一定量的理想气体向真空作绝热自由膨胀,体积由V1增至V2,在此过程中气体的

(A) 内能不变,熵增加。 (B) 内能不变,熵减少。

(C) 内能不变,熵不变。 (D) 内能增加,熵增加。 [ ]

8、给定理想气体,从标准状态 (P0,V0,T0)开始作绝热膨胀,体积增大到3倍,膨胀后温

度T、压强P与标准状态时T0、P0之关系为 (γ为比热比) [ ]

(A) T = ( ) r T0 ; P = ( ) r-1 P0。 (B) T = ( ) r-1 T0 ; P = ( ) r P0。 (C) T = ( ) -r T0 ; P = ( ) r-1 P0。 (D) T = ( ) r-1 T0 ; P = ( ) -r P0。

一、填空题:

1、在P-V图上

(1) 系统的某一平衡态用 来表示; (2) 系统的某一平衡过程用 来表示; (3) 系统的某一平衡循环过程用 来表示。

2、P-V图上的一点,代表 ;

P-V图上任意一条曲线,表示 ;

3、一定量的理想气体,从P-V图上状态A出发,分别经历等压、等温、绝热三种过程,由

体积V1膨胀到体积V2,试画出这三种过程的P—V图曲线,在上述三种过程中: (1)气体对外作功最大的是 过程; (2) 气体吸热最多的是 过程;

P A

O V1 V2 V

4、压强、体积和温度都相同的氢气和氦气 ( 均视为刚性分子的理想气体),它们的质量比

为m1 :m2 = ,它们的内能之比E1 :E2 = ,如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量,则它们对外作功之比为A1:A2 = 。 (各量下角标1表示氢气,2表示氦气)

5、质量为2.5 g的氢气和氦气的混合气体,盛于某密闭的气缸里 ( 氢气和氦气均视为刚性分子的理想气体),若保持气缸的体积不变,测得此混合气体的温度每升高1K,需要吸收的热量等于2.25 R ( R为摩尔气体常量)。由此可知,该混合气体中有氢气 g,氦气 g;若保持气缸内的压强不变,要使该混合气体的温度升高1K,则该气体吸收 的热量为 。 (氢气的M mol = 2×10 -3 kg,氦气的M mol = 4×10 -3 kg)

6、一定量理想气体,从A状态 (2P1,V1) 经历如图所示的直线过程变到B状态 (P1,2V1),

则AB过程中系统作功A = ;内能改变△E = 。

第6题图 第7题图

7、如图所示,理想气体从状态A出发经ABCDA循环过程,

回到初态A点,则循环过程中气体净吸的热量Q = 。

8、有一卡诺热机,用29kg空气为工作物质,工作在27℃的高温热源与–73℃的低温热源之间,此热机的效率η= 。若在等温膨胀的过程中气缸体积增大2.718倍,则此

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热机每一循环所作的功为 。(空气的摩尔质量为29×10kg·mol)

二、计算题:

1、一定量的某种理想气体,开始时处于压强、体积、温度分别为P0 = 1.2×10 P0,V0 = 8.31

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×10m,T0 = 300K的初态,后经过一等容过程,温度升高到T1 = 450 K,再经过一等温过程,压强降到P = P0的末态。已知该理想气体的等压摩尔热容与等容摩尔热容之比CP/CV=5/3,求:(1)该理想气体的等压摩尔热容CP和等容量摩尔热容CV。

(2)气体从始态变到末态的全过程中从外界吸收的热量。

5

2、某理想气体在P-V图上等温线与绝热线相交于A点,如图,已知A点的压强P1=2×10P0,

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体积V1 = 0.5×10 m,而且A点处等温线斜率与绝热线斜率之比为0.714,现使气体从A

-33

点绝热膨胀至B点,其体积V2 = 1×10 m,求 (1) B 点处的压强;

(2) 在此过程中气体对外作的功。

6

3、1 mol单原子分子的理想气体,经历如图所示的可逆循环,联结AC两点的曲线III的方程为P = P0 V2 / V20,A点的温度为T0。

(1)试以T0,R表示I、II、III过程中气体吸收的热量。 (2)求此循环的效率。

(提示:循环效率的定义式η= 1– Q2 / Q1, Q1循环中气体吸收的热量,Q2为循环中气体放出的热量)。

气 体 动 理 论 (一)

一、选择题:

1、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气,若两种气体各自对器壁产生的压强分别为P1

和P2,则两者的大小关系是:

(A) P1 > P2 (B) P1 < P2

(C) P1 = P2 (D) 不确定的。 [ ]

2、若理想气体的体积为V,压强为P,温度为T,一个分子的质量为m,k为玻耳兹曼常量,

R为摩尔气体常量,则该理想气体的分子数为: (A) PV / m 。 (B) PV/(KT)。

(C) PV / (RT)。 (D) PV/(mT)。 [ ]

3、有一截面均匀的封闭圆筒,中间被一光滑的活塞分隔成两边,如果其中的一边装有0.1kg

某一温度的氢气,为了使活塞停留在圆筒的正中央,则另一边应装入同一温度的氧气质量为: [ ] (A) 1 / 16 kg (B) 0.8 kg (C) 1.6 kg (D) 3.2 kg

4、在一密闭容器中,储有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态,A种气体的分子数密度

为n1,它产生的压强为P1,B种气体的分子数密度为2 n1,C种气体的分子数密度为3 n1,则混合气体的压强P为

(A) 3 P1 (B) 4 P1

(C) 5 P1 (D) 6 P1 [ ]

5、一定量某理想气体按PV2 = 恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体温度

(A) 将升高 (B) 将降低

(C) 不变 (D)升高还是降低,不能确定 [ ] 6、如图所示,两个大小不同的容器用均匀的细管相连,管中有一水银滴作活塞,大容器装

有氧气,小容器装有氢气,当温度相同时,水银滴静止于细管中央,试问此时这两种气体的密度哪个大?

(A)氧气的密度大。 (B)氢气的密度大。

(C)密度一样大。 (D)无法判断。 [ ]

H2 O2

一、填空题:

1、对一定质量的理想气体进行等温压缩,若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×

1024,当压强升高到初值的两倍时,每立方米体积内气体分子数应为 。 2、在推导理想气体压强公式中,体现统计意义的两条假设是:

(1) ; (2) 。

3、某理想气体在温度为27℃和压强为1.0×10-2 atm情况下,密度为11.3 g / m3,则这气体

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的摩尔质量M mol = 。(摩尔气体常量R = 8.31 J·mol·K)

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