热学各章补充练习题课件.ppt
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1、2021/4/91第第 一一 章章 练练 习习2021/4/921、关于温标,有以下几种表述:、关于温标,有以下几种表述:()在建立温标时,必须规定较热的物体具有较高的()在建立温标时,必须规定较热的物体具有较高的温度。温度。()在建立温标时,必须规定用来标志温度的物理量()在建立温标时,必须规定用来标志温度的物理量随温度作线性变化。随温度作线性变化。()摄氏温标的定义是:()摄氏温标的定义是:.。.(1)、(2)、(3)都对都对;.(1)、(2)错,错,(3)对对;.(1)、(2)对,对,(3)错错;.(1)、(2)、(3)都错都错。2021/4/932 2、一毛细管内一小团水银封住了某种物
2、质,在标准一毛细管内一小团水银封住了某种物质,在标准大气压时量出被封住的该种物质长度如下:在沸腾的大气压时量出被封住的该种物质长度如下:在沸腾的水中为水中为18.6cm18.6cm;在冰水混合物中为;在冰水混合物中为13.6cm13.6cm;在室温时;在室温时14.4cm14.4cm。那么室温是摄氏多少度?。那么室温是摄氏多少度?.18.6 .18.6 ;.16.0.16.0 ;.20.0.20.0 ;.14.0.14.0 。2021/4/943、以下有两个表述:、以下有两个表述:(1 1)若系统的宏观性质不随时间变化,则系统处于)若系统的宏观性质不随时间变化,则系统处于平衡态。平衡态。(2
3、2)两个理想气体系统之间处于热平衡时,它们除)两个理想气体系统之间处于热平衡时,它们除了温度相等之外,压强也一定相等。了温度相等之外,压强也一定相等。.(1).(1)、(2)(2)都对都对 ;.(1).(1)错错(2)(2)对对 ;.(1).(1)对对(2)(2)错错 ;.(1).(1)、(2)(2)都错都错 。2021/4/954、相等质量的氢气和氧气被密封在一均匀的玻璃管中,、相等质量的氢气和氧气被密封在一均匀的玻璃管中,并由一水银滴所隔开,当玻璃管平放时,氢气柱和氧并由一水银滴所隔开,当玻璃管平放时,氢气柱和氧气柱的长度比是气柱的长度比是().16 1 ;.1 1 ;.1 16 ;.32
4、 1 。2021/4/965 5、范德瓦尔斯方程、范德瓦尔斯方程 中的中的V V表示表示()()RTbVVaP)(2.气体可被压缩的体积气体可被压缩的体积 ;.气体分子自由活动的体积气体分子自由活动的体积 ;.容器的体积容器的体积 ;.气体分子的固有体积气体分子的固有体积 。2021/4/976、容积恒定的车胎内部气压要维持恒定,容积恒定的车胎内部气压要维持恒定,那么,车胎内空气质量最多的季节是那么,车胎内空气质量最多的季节是 。(填(填“春季春季”、“夏季夏季”、“秋季秋季”或或“冬季冬季”)冬季冬季2021/4/987、一瓶氢气和一瓶氧气,若它们的体积不同、压强一瓶氢气和一瓶氧气,若它们的
5、体积不同、压强不同、温度相同,则它们单位体积内的分子数不同、温度相同,则它们单位体积内的分子数 ,分子的平均平动动能分子的平均平动动能 。(填(填“相同相同”或或“不相同不相同”)答案:不相同,答案:不相同,相同相同不相同不相同2021/4/998 8、两端封闭的均匀玻璃管中有一段水银柱,其两边是、两端封闭的均匀玻璃管中有一段水银柱,其两边是空气,当玻璃管水平放置时,两边的空气柱长度相等,空气,当玻璃管水平放置时,两边的空气柱长度相等,此时的压强为此时的压强为 cmHgcmHg。当把玻璃管竖直放置时,。当把玻璃管竖直放置时,上段的空气长度是下段空气的两倍,则玻璃管中的上段的空气长度是下段空气的
6、两倍,则玻璃管中的水银柱长度是水银柱长度是 厘米厘米。P432021/4/9109 9、“28”28”自行车车轮直径为自行车车轮直径为71.12cm71.12cm(相当于(相当于2828英寸),英寸),内胎截面直径为内胎截面直径为3cm3cm,在,在-3-3的天气里向空胎打气。的天气里向空胎打气。打气筒长打气筒长30cm30cm,截面半径,截面半径1.5cm1.5cm,打了,打了2020下,气打足了,下,气打足了,问此时车胎内压强是多少?问此时车胎内压强是多少?设外界大气压强为设外界大气压强为1atm1atm,车胎内最后气体温度为,车胎内最后气体温度为77。2021/4/911KT2701at
7、mP11321305.120cmVKT2802?2P3225.112.71cmV222111TVPTVP解:解:打气前后气体质量不变,打气前后气体质量不变,据理想气体状态方程据理想气体状态方程PV=vRT得:得:212112VTTVPP 取充入的气体为研究对象,取充入的气体为研究对象,平衡态平衡态1:在气筒内。:在气筒内。平衡态平衡态2:在车胎内。:在车胎内。atmatm8.25.112.71270280305.1201222021/4/912第第 二二 章章 练练 习习2021/4/9131 1、一定量的氢气和氧气,都可视为理想气体,它们、一定量的氢气和氧气,都可视为理想气体,它们分子的平均
8、平动动能相同,那么它们分子的平均分子的平均平动动能相同,那么它们分子的平均速率之比为速率之比为()().1.1:1 1 ;.1.1:4 4 ;.4.4:1 1 ;.1.1:16 16 。2021/4/9142 2、将氧分子(将氧分子(O O2 2)气体的热力学温度提高为原来的)气体的热力学温度提高为原来的两倍,则氧分子(两倍,则氧分子(O O2 2)气体离解为氧原子()气体离解为氧原子(O O)气体,)气体,那么后者的平均速率是前者的多少倍?那么后者的平均速率是前者的多少倍?.4.4 倍倍 ;.倍倍 ;.2.2 倍倍 ;.倍倍 。2212021/4/9153 3、在一容积不变的封闭容器内理想气
9、体分子的在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的 平均速率若提高为原来的平均速率若提高为原来的2 2倍,则:倍,则:()().温度和压强都提高为原来的温度和压强都提高为原来的2 2倍倍 ;.温度为原来的温度为原来的2 2倍,压强为原来倍,压强为原来4 4倍倍 ;.温度为原来的温度为原来的4 4倍,压强为原来倍,压强为原来2 2倍倍 ;.温度和压强都提高为原来的温度和压强都提高为原来的4 4倍倍 。2021/4/9164 4、下列各图所示的速率分布曲线,哪一图中的两条曲、下列各图所示的速率分布曲线,哪一图中的两条曲线是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线?线是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲
10、线?f(v)(m/s)0f(v)(m/s)0f(v)(m/s)0f(v)(m/s)0.2021/4/9175 5、图示两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分、图示两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子速率分布曲线,子速率分布曲线,和和 分别表示氧气和氢分别表示氧气和氢气的最概然速率,则:气的最概然速率,则:()().图中图中a a表示氧气分子的速率分布曲线,表示氧气分子的速率分布曲线,;.图中图中a a表示氧气分子的速率分布曲线,表示氧气分子的速率分布曲线,;.图中图中b b表示氧气分子的速率分布曲线,表示氧气分子的速率分布曲线,;.图中图中b b表示氧气分子的速率分布曲线,表示氧气分子
11、的速率分布曲线,。2)(Opv2)(Hpv4)(:)(22HpOpvv41)(:)(22HpOpvv41)(:)(22HpOpvv4)(:)(22HpOpvvf(v)(m/s)0abf(v)(m/s)0ab2021/4/9186 6、已知已知()()为麦克斯韦速率分布函数,为麦克斯韦速率分布函数,p p为分子为分子 的最概然速率,则:速率小于的最概然速率,则:速率小于p p的那些分子的的那些分子的 平均速率表达式为平均速率表达式为 。ppvvdvvfdvvvf00)()(2021/4/9197 7、标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想、标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想 气体
12、)和氦气的体积比气体)和氦气的体积比V V1 1/V V2 2=0.5=0.5,则其内能之比,则其内能之比 U U1 1/U/U2 2为为 。5:6vRTPV 解:标准状态下解:标准状态下 ,根据理想气体状态方程根据理想气体状态方程 可知:可知:2:1:21VV氧气和氦气的摩尔数之比为氧气和氦气的摩尔数之比为 。2:1:21vv故其内能之比为故其内能之比为 。6:523:25:2121RTvRTvUU2021/4/9208、一瓶氢气和一瓶氧气的温度相同,若氢气分子的一瓶氢气和一瓶氧气的温度相同,若氢气分子的 平均平动动能为平均平动动能为6.211021J,则:,则:氧气分子的平均平动动能为氧气
13、分子的平均平动动能为 ,氧气的温度为氧气的温度为 。6.211021J300K 2021/4/921 9 9、判断正误:、判断正误:()速率在速率在 之间的分子的平均平动动能之间的分子的平均平动动能 为为dfm)(2122121为为 。dfdfm)()(21212122021/4/9221010、设有、设有N N个气体分子,其速率分布函数为个气体分子,其速率分布函数为 其中其中N N,0 0已知,已知,(1 1)作速率分布曲线;)作速率分布曲线;(2 2)求常数)求常数k k;(3 3)求速率在)求速率在1.51.50 0 2.0 2.00 0 之间的分子数;之间的分子数;(4 4)求)求N
14、N个分子的平均速率。个分子的平均速率。000002,02,0,)(vvvvvkvvvkvvf2021/4/923解:(解:(1)f()Okv00202021/4/924解:(解:(2)20202032121vkkvkv1)(0dvvf1000200vvvdvkvkvdv 2021/4/925解:(解:(3)332)(000025.102025.1NdvvvNdvvNfNvvvv0202002009113232)(000vdvvvvvdvvvdvvvfvvv(4)2021/4/926第第 三三 章章 练练 习习2021/4/9271、容积恒定的容器内盛有一定量某种理想气体,其分子、容积恒定的容器
15、内盛有一定量某种理想气体,其分子热运动的平均自由程为热运动的平均自由程为 ,平均碰撞频率为,平均碰撞频率为 ,若气体的热力学温度降低为原来的若气体的热力学温度降低为原来的 ,则此时分子,则此时分子的平均自由程和平均碰撞频率分别为(的平均自由程和平均碰撞频率分别为().,;.,;.,;.,。00Z4100ZZ 02021ZZ 0202ZZ 0021ZZ 2021/4/9282、理想气体绝热地向真空自由膨胀,初态气体平均自由理想气体绝热地向真空自由膨胀,初态气体平均自由程为程为 ,平均碰撞频率为,平均碰撞频率为 ,末态为,末态为 ,则:(则:().,;.,;.,;.,。11z22z2121zz 2
16、121zz 2121zz 2121zz 2021/4/9293 3、1 1氧气被封闭在一容器中,只要压强不是氧气被封闭在一容器中,只要压强不是极低,则分子无规则运动的平均自由程仅取决于极低,则分子无规则运动的平均自由程仅取决于气体的()气体的().温度温度 ;.压强压强 ;.体积体积 ;.分子的平均碰撞频率分子的平均碰撞频率 。2021/4/9304 4、输运现象包括输运现象包括 、。黏性现象黏性现象扩散现象扩散现象热传导现象热传导现象2021/4/9315 5、常压下气体热传导的微观机理是常压下气体热传导的微观机理是 。气体中存在温度梯度,由于气体分子的无规则气体中存在温度梯度,由于气体分子
17、的无规则热运动,在交换分子对的同时,交换了具有不同热热运动,在交换分子对的同时,交换了具有不同热运动平均能量的分子,从而发生了能量的迁移。运动平均能量的分子,从而发生了能量的迁移。2021/4/932 6 6、判断下列说法是否正确:、判断下列说法是否正确:(1 1)黏度)黏度仅由流体性质决定。仅由流体性质决定。还与温度有关。还与温度有关。是因为气体定向运动速度不均匀。是因为气体定向运动速度不均匀。2331mnm黏度系数由温度决定,与气体分子数密度黏度系数由温度决定,与气体分子数密度n无关。无关。nm31(2 2)常压下气体的黏性系数常压下气体的黏性系数 随分子数密度随分子数密度n的增加而增大。
18、的增加而增大。(3 3)气体黏性现象产生的原因是气体内部组分密度不)气体黏性现象产生的原因是气体内部组分密度不均匀。均匀。2021/4/933第第 四四 章章 练练 习习2021/4/9341 1、一定量的理想气体,分别进行如图所示的两个卡诺、一定量的理想气体,分别进行如图所示的两个卡诺循环:循环:abcdaabcda和和abcda,abcda,且两条循环曲线所且两条循环曲线所围面积相等。则可由此得知这两个循环:(围面积相等。则可由此得知这两个循环:().效率相等效率相等 ;.由高温热源处吸收的热量相等由高温热源处吸收的热量相等 ;.在低温热源处放出的热量相等在低温热源处放出的热量相等 ;.在
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