南华大学热学复习资料.docx
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南华大学热学复习资料
一、煤油燃烧后所产生的混合气体按质量计,各成分的百分比为:
的氮,的二氧化碳和的水。
(1)求该混合气体的平均摩尔质量;
(2)双原子分子的自由度取5,三原子分子的自由度取6,混合气体视为理想气体,求该混合气体在标准状态下的内能。
二、设温度为、分子质量为、总分子数为的某理想气体服从麦克斯韦分布律。
求:
(1)分子速率处在到区间内的分子数;
(2)该区间内分子的平均速率。
五、选温度及体积作为系统的状态参量。
已知,求理想气体经可逆过程从状态到达状态时熵的增量。
设理想气体的定体摩尔热容量为常量。
地球大气温度的垂直分布用准静态绝热模型来处理更符合实际。
试证明温度梯度为
式中的、、分别是所考虑高度地点的压强、质量密度及温度,是大气的比热容比。
八、假定气体中分子之间的作用力是一种有心力,它与分子间距之间的关系为
其中为某一整数,为常量。
(1)试用量纲分析法找出分子碰撞截面面积与分子之间平均相对速率、摩尔质量以及常量之间的关系;
(2)这种气体的粘滞系数()与温度之间的关系是怎样的?
十、理想气体从状态出发,经等温膨胀到达状态,从状态经等容降温到达状态,最后从状态经绝热压缩回到状态。
设过程均为准静态过程,且、已知。
求循环效率。
十、选温度及压强作为系统的状态参量。
已知,求理想气体经可逆过程从状态到达状态时熵的增量。
设理想气体的定压摩尔热容量为常量。
八、假定气体中分子之间的作用力是一种有心力,它与分子间距之间的关系为
其中为某一整数,为常量。
(1)试用量纲分析法找出分子平均自由程与分子之间平均相对速率、摩尔质量以及常量之间的关系;
(2)这种气体的扩散系数()与温度之间的关系是怎样的?
六、地球大气温度的垂直分布用准静态绝热模型来处理更符合实际。
试证明大气高度与当地温度之间的关系为
这里的是地面的温度,是定压比热容,是重力加速度
五、某气体服从状态方程,内能为,和是常量。
试证明:
在准静态绝热过程中,气体满足方程常量,其中。
一、空气中几种主要成分的分压百分比是的氮,的氧,约的氩。
(1)试计算空气的在标准状态下的质量密度;
(2)单原子分子的自由度取3,双原子分子的自由度取5,将空气视为理想气体,求空气在标准状态下的内能。
[]1、都是的氢气和氦气(均视为理想气体),它们的分子平均平动动能相等,但分子数密度不相同,则
A)温度相同,压强也相同(B)温度和压强都不相同
(C)内能相同,压强不相同(D)内能和压强都不相同
[]2、如果在一容积固定的容器内,理想气体分子的平均速率提高为原来的2倍,则温度和压强分别提高为原来的
(A)2倍,2倍(B)4倍,2倍(C)2倍,4倍(D)4倍,4倍
[]3、在一容积固定的容器内,储有一定量的理想气体,当气体温度升高为原来的4倍时,气体分子的平均速率和平均自由程分别变为原来的
(A)1倍,1倍(B)2倍,1倍(C)1倍,2倍(D)2倍,2倍
[]4、分子自由度的理想气体在等压膨胀的情况下,系统对外所做的功与系统从外界吸收的热量之比等于
(A)(B)(C)(D)
[]5、关于热功转换和热量传递过程,有下面一些叙述
(a)一切热机的效率都只能小于1
(b)热量不能从低温物体向高温物体传递
(c)功可以全部变为热量,而热量不能全部变为功
(d)热量从高温物体向低温物体传递过程是不可逆过程
关于以上叙述
(A)只有(c)(d)正确(B)只有(a)(c)(d)正确(C)只有(a)(d)正确(D)全部正确
二、填空题(每小题3分,共15分)
1、人体正常体温为36.5℃,这在华氏温标中相当于℉。
2、水结成冰时,热力学第一定律中的0,0,=0(填>、=或<)。
3、某理想气体按常量的规律经历一准静态过程,已知,则该过程的摩尔热容4.5R。
4、大体说来,分子平均动能大过势能时,物质处于态;分子势能大过平均动能时,物质处于态;分子平均动能与势能相当时,物质处于态。
5、由梯度引起的粘性现象与动量的传递相联系;由梯度引起的热传导现象与能量的传递相联系;由梯度引起的扩散现象与质量的传递相联系。
[]1、三个容器中装有同种理想气体,其分子数密度之比为,方均根速率之比为,则其压强之比为
(A)1:
2:
4(B)4:
2:
1(C)4:
1:
1(D)4:
1:
2
[]2、一定量的某种理想气体分子速率遵循麦克斯韦速率分布。
设温度为和时的最概然速率分别为和,分子速率分布函数的最大值分别为和,若>,则
(A)>,>(B)>,<(C)<,>(D)<,<
[]3、在一容积固定的容器内,储有一定量的理想气体,当气体温度升高为原来的4倍时,气体分子的平均速率和平均碰撞频率分别变为原来的
(A)2倍,4倍(B)2倍,2倍(C)4倍,2倍(D)4倍,4倍
[]4、分子自由度的理想气体在等压膨胀的情况下,系统对外所做的功与系统从外界吸收的热量之比等于
(A)(B)(C)(D)
1、水的沸点为100℃,这在华氏温标中相当于℉。
2、冰化成水时,热力学第一定律中的0,0,0(填>、=、<或不能确定)。
3、某理想气体按常量的规律经历一准静态过程,已知,则该过程的摩尔热容。
4、热力学第二定律的克劳修斯表述是
;热力学第二定律的数学表达式为。
5、真实气体的范德瓦耳斯状态方程为,其中为气体所有分子所占有的体积,而称为气体的内压强。
1、能量均分定理为________________________________________。
(2分)
2、热力学第二定律的开尔文表述__________________________________,热力学第二定律的克劳修斯表述为________________________________
________________________________________________________。
(4分)
3、设一理想气体,用符号+、-、0分别表示P,V,T的增加、减少和不变。
A为+表示外界对系统作正功,Q为+表示系统吸收热量,△u为+表示系统内能增加,试填下表:
(共8分,错2格扣1分)
改变量
过程
△T
△V
△P
A
△U
Q
等压
等温
等容
绝热
4、玻尔兹曼分子按能量分布律为____________________________。
(2分)
5、克拉伯龙方程是______________________________________。
(2分)
6、氮分子的有效值径为3.8×10-10m,则其在标准状态下的平均自由程为________________和碰撞频率为______________________。
(4分)
8、热力学第一定律表述为______________________________________
____________________________________________________________
其数学表达式为________________________________________。
(3分)
2、测得某种理想气体的比热容γ为1.4,其定容摩尔热容量Cv为_____________,定压摩尔热容量CP为____________。
(2分)
3、如图所示,判断过程中各物理量的正、负符号,并填入下表,规定系统对外作功A取正,系统吸热Q取正号,内能增加△U为正号,其a→b为绝热过程。
(4分)
过程
A
△T
Q
△U
a→b
b→c
c→a
循环abca
5、氮分子的有效直径为3.8×10-10m,则其在标准状态下的平均自由程为_________________和碰撞频率为______________________。
(2分)
8、克拉伯龙方程为_______________________,它可以反映相变过程的临界曲线的斜率。
(2分)
9、一容器内贮有氧气,其压强P=1.0atm,温度t=27℃,则其单位体积内的分子数为________________;氧分子的质量_______________;最可几率为_______;方均根速率为_________。
(4分)
11、麦克斯韦速率分布律为________________________________。
(2分)
12、热力学第一定律表述为_________________________________________
________________________________________________。
(2分)
1、热学是物理学的一个重要部分,是研究______________的理论。
(2分)
2、一支刻度均匀的温度计,在水的冰点示数为5°,沸点时示数为95°,用它测量40℃的物体,所得示数是________。
(2分)
3、物体的温度恒定,用华氏温度计测得为167.00°F,用摄氏温度测得的数值应当为____________℃,折算成理想气体温度计的温度为________K。
(2分)
4、能量均分定理为_________________________________________。
(2分)
5、由分子运动论得到理想气体压强公式:
___________,气体压强的微观本质是_________________________________________________。
(2分)
7、若取氧气分子的有效直径d=3.5×10-10米,则氧气分子在标准状态下的平均自由程为_____________和碰撞频率为_________________。
(2分)
12、热力学第二定律的开尔文表述是_________________________________
____________________________。
克苏修斯表述是___________________
__________________________________________。
(2分)
1、容积为4升的容器中盛有1.03×1023个的氢分子,如果气体的压强为1atm,则氢分子的方均根速率为_________________;氢气的温度为___________。
(2分)
2、计算空气分子在标准状态下的平均自由程为____________和碰撞频率为___________。
(已知分子的有效直径d=3.5×10-10m,空气的平均分子量为29)。
(4分)
8、如图所示,判断过程中各物理量的正、负符号,并填入下表,规定系统对外作功A取正,系统吸热Q取正号,内能增加△U取正号。
(4分)
过程
A
△T
Q
△U
a→b
b→c
c→a
循环abca
10、系统发生热传递的必要条件是_________________,国际单位制中,基本的热学物理量是______________,它的单位名称是_______________,
国际代号为______________。
(2分)
2、计算氧气分子在标准状态下的平均自由程为_______________和碰撞频率为______________。
(已知分子的有效直径d=3.5×1010m,氧气的分子量为32)。
(4分)
4、热力学第二定律的开尔文表述为__________________________________
__________________
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