热学模拟试题(一)

热学模拟试题（一） （时间120分钟 共100分） 一、单项选择题下面每题的选项中，只有一个是正确的，请将正确答案填在下面的答题表格内。（本题共15小题，每小题2分，共30分） 1、 有一截面均匀、两端封闭的圆筒，中间被一光滑的活塞分成两边，如果其中的一边装有1克的氢气，则为了使活塞停留在正中央，另一边应装入的氧气质量为（ ） A、克；B、8克；C、16克；D、32克。 2、 如果只能用绝热方法使系统从初态变到终态，则（ ） A、 对联结这两态的不同绝热路径，所做功不同； B、 对联结这两态的所有绝热路径，所做功都相同； C、 由于没有热能传递，故没有做功； D、 系统的总内能将不变。 3、 下列说法正确的是（ ） A、一个热力学系统吸收的热量越多，则其温度就越高，内能也就越大； B、理想气体在自由膨胀过程中，体积从变到，则所作的功； C、任意准静态过程中，理想气体的内能增量公式都适用； D、理想气体被压缩，其温度必然会升高。 4、 由热力学第二定律，下面哪个说法正确（ ） A、功可完全转变为热，但热不可能完全转为功；B、热量不可能由低温物体传向高温物体； C、两条绝热线可以相交；D、一条绝热线与一条等温线只能有一个交点。 5、 一摩尔单原子理想气体，在一个大气压的恒定压强下，从0C被加热到100C，此时气体的内能增加了（ ） A、150J； B、； C、； D、。 6、 将氦气液化的设备装在温度为的房间内，如果该设备中氦气的温度为，则释放给房间的热量和从氦气吸收的热量的最小比值为（ ） A、；B、60；C、；D、59。 7、 在固定的容器中，若将理想气体的温度T0提高为原来的两倍，即T＝2T0，分子的平均动能和气体压强分别用和P表示，则（ ） A、，P 2P0；B、，P 4P0；C、，P 2P0；D、和P都不变。 8、 摩尔数一定的理想气体，由体积V1，压强P1绝热自由膨胀到体积V22V1，则气体的压强P2、内能变化和熵的变化分别为（ ） A、，0，0；B、，0，C、，，0；；D、，0，。 9、 理想气体起始时温度为T，体积为V，经过三个可逆过程，先绝热膨胀到体积为2V，再等体升压到使温度恢复到T，再等温压缩到原来的体积。则此循环过程（ ） A、每个过程中，气体的熵保持不变；B、每个过程中，外界的熵保持不变； C、每个过程中，气体与外界的熵之和保持不变；D、整个过程中，气体与外界的熵之和增加。 10、 若用N表示总分子数，fv表示麦克斯韦速率分布函数，以下哪一个积分表示分布在速率区间v1v2内所有气体分子的总和（ ） A、；B、；C、；D、。 11、 某容器内盛有标准状态下的氧气O2，其均方根速率为v。现使容器内氧气绝对温度加倍，O2被分离成原子氧O，则此时原子氧的均方根速率为（ ） A、v；B、v；C、v；D、2v。 12、 若气体分子服从麦克斯韦速率分布律，如果气体的温度降为原来的二分之一，与最概然速率vp相应的速率分布函数fvp变为原来的（ ） A、；B、2；C、；D、。 13、 一容器贮有气体，其平均自由程为，当绝对温度降为原来的一半，体积增大一倍，分子作用半径不变。此时平均自由程为（ ） A、；B、；C、；D、；E、2。 14、 气体温度和压强都提高为原来的2倍，则扩散系数D变为原来的（ ） A、倍；B、倍；C、2倍；D、倍；E、2倍。 15、 若在温度为T，压强为P时，气体的粘滞系数为h，则单位体积内的分子在每秒钟相互碰撞的总次数为（ ） A、；B、；C、；D、。 二、填空题根据题意将正确答案填在题目中的空格内。（本题共9小题，10个空，每空2分，共20分） 1、 一摩尔单原子分子理想气体，从温度为300K，压强为1atm的初态出发，经等温过程膨胀至原来体积的2倍，则气体所作的功为 。 2、 设空气温度为0℃，且不随高度变化，则大气压强减为地面的75时的高度为 。 3、 某种气体分子在温度为T1时的方均根速率等于温度为T2时的平均速率，则＝ 。 4、 氮气分子的最概然速率为450m/s时的温度为 。 5、 1摩尔双原子分子理想气体由300K经可逆定压过程从 m3膨胀到 m3，则气体的熵变为 。 6、 在室温300K下，一克氢气的内能是 。 7、 的物理意义是 。 8、 已知氧在标准状态下的粘滞系数为，则氧分子的平均自由程为 ，分子的有效直径为 。 9、 一温度为400K的热库在与另一温度为300K的热库短时间的接触中传递给它1kJ的热量，两热库构成的系统的熵改变了 。 三、计算题按照下面题目的要求，将完整答案写在题目后面的空白处，不够可另加附页。 1、（16分）如图所示为1摩尔理想气体氦所经历的循环，其中bc过程为绝热过程。求 （1） c状态的体积Vc； （2） bc过程系统对外作的功； （3） ab过程系统的熵变； （4） 循环abca的效率。 2、（8分）在两个共轴圆筒之间充满氮气，内筒的筒壁上绕有电阻丝加热，已知内筒半径为，每米长度上所绕电阻丝的阻值为，加热电流；外筒半径为。保持外筒温度恒定t2＝0℃，过程稳定后内筒的温度t1＝100℃。则氮气的导热系数是多少 3、（8分）处在平衡态下的气体分子热运动的速率分布是麦克斯韦速率分布fv，分子的平动动能，求气体分子按e 的分布律fe，以及分子的平均平动能和最概然值ep。 4、（8分）有一台实际致冷机工作于两个恒温热源之间，热源温度分别为T1＝500K和T2＝300K，设工质在每一循环中从低温热源吸收热量为2kJ，向高温热源放热6kJ，试求 1每一循环中，外界对致冷机作了多少功 2该致冷机的致冷系数是多少 3每一循环中热源和工质的总熵变为多少 4假定上述致冷机为可逆机，那么每一循环中热源和工质的总熵变为多少致冷系数为多少 5、（10分）设由N个气体分子组成的热力学系统，分子质量为m，其速率分布函数为 试求1分布函数中的常数k（v0为已知）；2最概然速率vp；3平均速率； 4气体分子的平均平动能；5速率在0～间的分子数DN。