大学物理作业题

发布 2022-07-18 07:28:28 阅读 3583

本章基本要求。

1、了解气体分子热运动的图像。理解平衡态、平衡过程、理想气体等概念。

2、理解理想气体的压强公式和温度公式,能从宏观和微观两方面理解压强和温度的统计意义。

3、了解自由度概念,理解能量均分定理,会计算理想气体的内能。

4、理解麦克斯韦速率分布律、速率分布函数和速率分布曲线的物理意义。会计算气体分子热运动的三种统计速度。

5、了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程的概念和公式。

本章主要公式。

一、统计规律的特征:处于平衡态的理气分子数密度处处均匀,沿各个方向运动的机会均等,无速度优势方向。即:

二、理想气体的压强公式:

三、温度公式:

四、分子速率的三种统计平均值。

最概然速率

平均速率 方均根速率。

五、能量均分定理:每个自由度的平均动能均为。

理想气体的内能: =

一、选择题。

1、一定量的理想气体贮于某一容器中,温度为t,气体分子的质量为m.根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x方向的分量平方的平均值

(a). b).

(c). dd ]

2、三个容器a、b、c中装有同种理想气体,其分子数密度n相同,而方均根速率之比为=1∶2∶4,则其压强之比∶∶为:

(a) 1∶2∶4. (b) 1∶4∶8

(c) 1∶4∶16. (d) 4∶2∶1c ]

3、已知氢气与氧气的温度相同,请判断下列说法哪个正确?

a) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强.

(b) 氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度.

(c) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大。

(d) 氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大d ]

4、关于温度的意义,有下列几种说法:

1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度.

(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义.

(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同.

4) 从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度.

这些说法中正确的是

(a) (1)、(2) 、4

(b) (1)、(2) 、3

(c) (2)、(3) 、4

(d) (1)、(3) 、4b ]

5、 温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能和平均平动动能有如下关系:

(a)和都相等b)相等,而不相等.

(c)相等,而不相等. (d)和都不相等c ]

6、水蒸气分解成同温度的氢气和氧气,内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)?

a) 66.7b) 50

(c) 25d) 0c ]

7、两容器内分别盛有氢气和氦气,若它们的温度和质量分别相等,则:

(a) 两种气体分子的平均平动动能相等。

(b) 两种气体分子的平均动能相等。

(c) 两种气体分子的平均速率相等。

(d) 两种气体的内能相等a ]

8、两种不同的理想气体,若它们的最概然速率相等,则它们的。

(a) 平均速率相等,方均根速率相等。

(b) 平均速率相等,方均根速率不相等。

(c) 平均速率不相等,方均根速率相等。

(d) 平均速率不相等,方均根速率不相等a ]

9、麦克斯韦速率分布曲线如图所示,图中a、b两部分面积相等,则该图表示

(a)为最概然速率。

(b)为平均速率。

(c)为方均根速率。

d) 速率大于和小于的分子数各占一半.

d ]10、设某种气体的分子速率分布函数为f(v),则速率在v 1─v 2区间内的分子的平均速率为。

(ab).

(c) /dc ]

二、填空题。

1、从分子动理论导出的压强公式来看, 气体作用在器壁上的压强, 决定于___单位体积内的分子数n __和__分子的平均平动动能。

mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中,温度为27℃,这瓶氧气的内能为___6.23×10 3__j;分子的平均平动动能为__6.21×10 -21_j;

分子的平均总动能为__1.035×10 -21 __

摩尔气体常量 r= 8.31 j·mol-1·k-1 玻尔兹曼常量 k= 1.38×10-23j·k-1)

3、分子的平均动能公式(i是分子的自由度)的适用条件是___理想气体处于热平衡状态室温下1 mol双原子分子。

理想气体的压强为p,体积为v,则此气体分子的平均动能为__或_.

4、对于单原子分子理想气体,下面各式分别代表什么物理意义?

(1) rt:__一摩尔理想气体的内能。

(2) r:__气体的定体摩尔热容。

(3) r:__气体的定压摩尔热容。

(式中r为普适气体常量,t为气体的温度)

5、在一个以匀速度u运动的容器中,盛有分子质量为m的某种单原子理想气体.若使容器突然停止运动,则气体状态达到平衡后,其温度的增量=__mu2 / 3k __

6、图示曲线为处于同一温度t时氦(原子量4)、氖(原子量20)和氩(原子量40)三种气体分子的速率分布曲线。其中。

曲线(a)是氩气分子的速率分布曲线;

曲线(c)是氦气分子的速率分布曲线;

本章基本要求。

1、掌握理想气体状态方程及其应用;理解平衡态、准静态过程等概念。

2、掌握热力学第一定律,并能熟练地运用它计算理想气体在等值和绝热过程中的功、热量及内能的变化值。

3、明确循环过程及热机效率的物理意义,理解热机循环和致冷循环中的能量转换关系;掌握卡诺正循环的效率及卡诺逆循环的致冷系数的计算方法。会计算一般热机的效率。

4、理解热力学第二定律的两表述及其等价性。

5、理解可逆过程和不可逆过程;理解实际宏观过程的不可逆性。

6、了解熵的概念,理解克劳修斯(熵)等式的意义,并能利用它来计算熵变。

本章常用公式与常量。

理想气体状态方程:

理想气体压强公式:

内能: 热机效率:

致冷机致冷系数:

卡诺热机效率:

卡诺致冷机致冷系数:

一、填空题

1、如图所示,一个热力学系统由状态a沿abc变到状态c,吸热328j,系统做功142j。若沿adc过程系统吸热240 j,则系统做功 54j 。当系统由状态c沿曲线返回状态a时,系统放热288j,则此过程外界对系统做功 102j 。

2、ν表示理想气体的摩尔数,则表示等体过程,表示等压过程,表示等温过程,表示绝热过程,3、一个卡诺循环低温热源温度为280k,效率为30%,则此时高温热源温度为 400k 。

4、 一卡诺热机(可逆的),低温热源的温度为27℃,热机效率为40%,今欲将该热机效率提高到50%,若低温热源保持不变,则高温热源的温度应增加100_ k.

5、 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(2p1,v2),则ab过程中系统作功w=__内能改变e=__0 __

大学物理学第2章作业题

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