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4.热学练习题

热学练习题

一、填空题

1. 某系统由两种理想气体A 、B 组成．其分子数分别为N A 、N B ．若在某一温度下，A 、B 气体各自的速率分布函数为f A (v )、f B (v )，则在同一温度下，由A 、B 气体组成的系统的速率分布函数为f (v ) =__________________________________．

2. 在容积为V 的容器内，同时盛有质量为M 1和质量为M 2的两种单原子分子的理想气体，已知此混合气体处于平衡状态时它们的内能相等，且均为E ．则混合气体压强p ＝________________；两种分子的平均速率乏比21/v v =_________．

3. 当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为f (v )，则分子速率处于最概然速率v p 至∞范围内的概率△N / N ＝________________．

4. 一定量的某种理想气体，先经过等体过程使其热力学温度升高为原来的2倍;再经过等压过程使其体积膨胀为原来的2倍，则分子的平均自由程变为原来的__________倍．

5. 右图为一理想气体几种状态变化过程的p －V 图，其中MT 为等温

线，MQ 为绝热线，在AM 、BM 、CM 三种准静态过程中：

(1) 温度升高的是__________过程；

(2) 气体吸热的是__________过程．

6. 如图所示，绝热过程AB 、CD ，等温过程DEA ，和任意过程BEC ，组成一循环过程．若图中ECD 所包围的面积为70 J ，EAB 所

包围的面积为30 J ，DEA 过程中系统放热

100 J ，则

(1) 整个循环过程(ABCDEA )系统对外作功为_______________． (2) BEC 过程中系统从外界吸热为___________．

7. 如图，温度为T 0，2 T 0，3 T 0三条等温线与两条绝热线围成三个卡诺循环：(1) abcda ，(2) dcefd ，(3) abefa ，其效率分别为

η1____________，η2____________，η3 ____________．

8. 对于某理想气体系统在任一p ─V 图上作两条可逆绝热线（虚线）与

图示的一可逆循环过程曲线a ─1─b ─2─a 相切，切点分别为a 和b ．则

此循环过程曲线上每一步都吸热的阶段为 ______________________．

9. 一个能透热的容器，盛有各为1 mol 的A 、B 两种理想气体，C 为

具有分子筛作用的活塞，能让A 种气体自由通过，不让B 种气体通过，

如图所示．活塞从容器的右端移到容器的一半处，设过程中温度保持不变，则

O V 3T

T 0f

a d

b c e

(1) A 种气体熵的增量?S A =_____________________, (2) B 种气体熵的增量?S B = ______________________．（普适气体常量 R = 8.31 J ·mol -1·K -1）二、计算题

1. 在二氧化碳激光器中，产生激光的介质CO 2分子的两个能级分别为 0.172 eV 和 0.291 eV （电子伏特），试求在温度为 273 K 时，上述两能级上的CO 2分子数之比．（玻尔兹曼常量k = 1.38×10-23 J ·K -1, 1 eV = 1.60×10-19 J ）

2. 设气体分子的有效直径为d =

3.0×10-10 m ，并在一温度为27℃的真空管内运动，不计分子与器壁的碰撞时其平均自由程为7.84 m ．求真空管的压强．（玻尔兹曼常量k = 1.38×10-23 J ·K -1）

3. 如图，器壁与活塞均绝热的容器中间被一隔板等分为两部分，其中左

边贮有1摩尔处于标准状态的氦气(可视为理想气体)，另一边为真空．现

先把隔板拉开，待气体平衡后，再缓慢向左推动活塞，把气体压缩到原来的体积．求氦气的温度改变多少？

4. 如图所示，C 是固定的绝热隔板，D 是可动活塞，C 、D 将容器分成A 、B 两部分．开始时A 、B 两室中各装入同种类的理想气体，它们的温度T 、体积V 、压强p 均相同，并与大气压强相平衡．现对A 、B 两部分气体缓慢地加热，当对A 和B 给予相等的热量Q 以后，A 室中气体的温度升高度数与B 室中气体的温度升高度数之比为7:5．

(1) 求该气体的定体摩尔热容C V 和定压摩尔热容C p ． (2) B 室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功？

5. 如图所示，123415641 为某种一定量的理想气体进行的一个循环过

程，它是由一个卡诺正循环12341 和一个卡诺逆循环15641 组成．已

知等温线温度比T 1 / T 2 = 4，卡诺正逆循环曲线所包围面积大小之比

为S 1 / S 2 = 2．求循环123415641的效率η．

6. 如图所示，一金属圆筒中盛有1 mol 刚性双原子分子的理想气体，用可动活塞封住，圆筒浸在冰水混合物中．迅速推动活塞，使气体从标准状态(活塞位置Ｉ)压缩到体积为原来一半的状态(活塞位置Ⅱ)，然后维持活塞不动，待气体温度下降至0℃，再让活塞缓慢上升到位置Ⅰ，完成一次循环． (1) 试在p －V 图上画出相应的理想循环曲线； (2) 若作100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则有多少冰被熔化？

(已知冰的熔解热=λ 3.35×105 J·kg －1，普适气体常量 R =8.31J·mol －

1·K －1

)

1 2

T 1 6 5 4 3 V p O

T 2

冰水混合物

高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含答案)

高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

热学计算题（二） 1.如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱．已知大气压强为75cmHg，玻璃管周围环境温度为27℃．求： Ⅰ．若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气柱将变成多长？ Ⅱ．若使玻璃管开口水平放置，缓慢升高管内气体温度，温度最高升高到多少摄氏度时，管内水银不能溢出． 2.如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧．（i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？（ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱气体的温度变为多少（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm） 3.如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： ①粗管中气体的最终压强；②活塞推动的距离。

4.如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1=14cm，的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2=24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h=6cm，若把该装置移至温度恒为27℃的房间中（依然竖直放置），大气压强恒为p0=76cmHg，不计活塞与管壁间的摩擦，分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度． 5.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0，温度为T0．设外界大气压强为P0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P0S，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度． 6.如图，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A：S B=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B 中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300K．A中气体压强P A=1.5P0，P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的体积增大V0/4，,温度升到某一温度T．同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体压强（用P 0表示结果）和温度（用热力学温标表达）

初三物理总复习测试热学综合

初三物理总复习测试热学综合一、填空题 1. 热机工作时污染环境要紧表现在两个方面：____________________。 2. 在热机里，用来做有用功的那部分能量跟___________________的能量之比，叫做热机效率。 3. 木炭的热值是3.4×107J／kg，读做___________________________；完全燃烧500g 木炭，能放出__________J的热量。 4. 用太阳灶给200kg的水加热，水的温度升高400C，水吸取的热量是_______J，这些热量相当于______kg的木炭完全燃烧所放出的热量。（木炭的热值为3.36×107J／kg） 5. 温度相同的甲、乙两个物体，其密度比为2:1，比热容之比为3:2，现在分别给于2:1的热量，若两者体积相等，则甲、乙物体上升温度比为_____；若两者质量相等，则甲、乙物体上升温度比为________。 6. 下列事实属于哪种物态变化过程（1）放在衣箱中的卫生球过一段时刻就消逝了，这是_______现象。（2）夏天打开冰箱冷冻室的门，看到有专门多“白气”，这是_____现象。（3）冬天，嘴里呼出“白气”，这是______现象。（4）深秋晚间会“下霜”，这是______现象。（5）戴眼镜的人，冬天从室外走进温顺潮湿的房间，眼镜变得模糊不清，这是____现象。（6）出炉后的钢水又会变成钢锭，是______现象。（7）洒在地上的水专门快就会干了，这是_____现象。 7．炎热的夏天，小红将买来的饮料放进冰箱中冷藏，饮料放进冰箱后温度降低，是利用________的方法减少了饮料的内能；用钢锯锯铁棒，铁棒和锯条的温度都升高，这是利用________的方法增加了它们的内能． 8．我国民间有句谚语：“霜前冷，雪后寒。”它说明：霜是由于气温较____________而使空气中的水蒸气发生____________现象而形成的；雪在熔化时需要__________热，因而气温降低，使人感到冰冷。 9．用高压锅做饭，饭易熟且节能，这是因为高压锅内的气体压强增大，使锅内水的沸点_______的缘故.（填“不变”、“升高”、“降低”） 10. 如图1所示是利用太阳能加热水的简易装置。水箱的四壁和底部均用绝热材料制成，箱顶装有吸热板，其面积为1m2,水箱内装有质量为50kg的水。地球表面同意的太阳辐射热为1.0x103J/(s.m2)，若水箱里的水能吸取太阳辐射热的30%，那么通过4h后，箱内水温升高______0C, 图1 相当于消耗_______度电使水箱内水升高同样的温度。[水的比热容 4.2x103J/(kg.0C)] 11. 做化学实验经常要对参加反应的物质加热。加热的作用除了某些反应本身必须吸取热量之外，更多的是利用加热使反应物质的温度__________，分子无规则运动剧烈程度增加，从而__________（填“加快”或“减缓”）了反应的速度。 12. 在海拔3000m以上的高原地区，汽车发动机的冷却水容易沸腾，是因为高原地区气压_______ 1标准大气压，水的沸点______ 100O C，而人在该地区吸气困难，与在平原相比，吸气时肺的容积要扩张得更______些，肺内的气压要变得更______些。 13. 使用二氧化碳灭火是利用它具有______________________________化学性质，图

中考物理热学综合测试题

初中物理总复习－《热学》综合测试题 ■说明：（1）本卷总分为100分，考试时间为60分钟。（2）本卷分问卷（第1—4页）和答卷（第5—6页），上交时只交答卷。一、选择题(12×3分=36分) 1.以下说法正确的是（） A.任何温度下液体都可以蒸发 B.所有的固体都有固定的熔化温度 C.物质升华时会放出热量 D.物质从固态变成气态的现象叫做汽化 2．小王将一杯常温的开水放入正常工作的冰箱的冷冻室中，经过一段较长时间后，杯中的水发生了物态变化，图2四个图像中能正确反映这杯水的物态变化过程的是（）图2 3．炎热的夏天，戴眼镜的同学从空调房走到室外时，镜片上出现一层薄雾，过了一会儿，镜片又变得清晰起来．镜片上这两种现象对应的物态变化是( ) A ．先汽化，后液化 B ．先凝固，后蒸发 C ．先液化，后汽化 D ．先凝固，后升华 4．南极的最低气温可达-90℃，科考队员要测量南极的气温，应选用（） A.体温计 B.酒精温度计 C.煤油温度计 D.水银温度计 5．目前有些洗手间安装了热风干手器，打开它就有热风吹到手上，使手上的水很快蒸发掉，使水快速蒸发的原因是（） A ．加快了水面附近空气的流动并提高了水的温度 B ．提高了水的温度并增大了水的表面积 C ．加快了水面附近空气的流动并增大了水的表面积 D ．加快了水面附近空气的流动，提高了水的温度并增大了水的表面积 6．生活中常把碗放在大锅内的水中蒸食物，碗与锅底不接触，如图2所示。当锅里的水沸腾以后，碗中的汤将（） A ．同时沸腾 B ．稍后沸腾 C ．不会沸腾，汤的温度总是低于水的沸点 D ．不会沸腾，汤的温度能够达到水的沸点 7．在舞台上喷洒干冰（固态二氧化碳）可以产生白雾，形成所需的效果。这种雾气是（） A ．二氧化碳气体迅速液化而形成的小液滴。 B ．干冰迅速熔化后再蒸发形成的气体。 C ．干冰迅速升华变成的气体。 D ．干冰使空气中的水蒸气液化形成的小水珠及小水珠凝固形成的小冰晶。物质水银煤油酒精水凝固点（℃） -38．8 -30 -117 0

热力学定律习题思考题

习题5 5-1．容器的体积为2V 0，绝热板C 将其隔为体积相等的A 、B 两个部分，A 内储有1mol 单原子理想气体，B 内储有2mol 双原子理想气体，A 、B 两部分的压强均为p 0。（1）求A 、B 两部分气体各自的内能；（2）现抽出绝热板C ，求两种气体混合后达到平衡时的压强和温度。解：（1）由理想气体内能公式：RT i E 2ν= A 中气体为1mol 单原子理想气体：00333 222A A A E RT RT p V ===， B 中气体为2mol 双原子理想气体：0055 2522 B B B E RT RT p V =?==；（2）混合前总内能：03 52 A B E RT RT =+，由于00A RT p V =，002B RT p V =，∴2B A T T =，则：00044A E RT p V ==；混合后内能不变，设温度为T ，有：003 542 E RT RT p V =+= ∴ 00 813p V T R =； 0000 0003833 122221313N p V p nkT kT RT R p V V V R ====?= 。 5-2．1mol 单原子理想气体从300K 加热至350K ，问在以下两个过程中各吸收了多少热量增加了多少内能对外做了多少功（1）容积保持不变；（2）压强保持不变。解：（1）等容升温过程做功： 0=A 内能变化： (J)25623503182 3 1)(23)(1212..T T R T T C E m ,V =???=-=-=?ν ν 吸热：(J)25623.E A Q =?+= （2）等压升温过程做功： (J)5415508.311)()(1212.-T T R V V p A =??==-=ν 内能变化： (J)25623503182 3 1)(23)(1212..T T R T T C E m ,V =???=-=-=?ν ν 吸热：(J)1039256235415=+=?+=..E A Q 5-3．1g 氦气中加进1J 的热量，若氦气压强无变化，它的初始温度为200K ，求它的温度升高多少解：等压过程 )(2 7 )(1212T T R T T C Q m ,p -=-=νν (K)1903182 5411 252..R Q T =??==?ν 5-4．如图所示，AB 、DC 是绝热过程，CEA 是等温过程，BED 是任意过 EABE 所包围的面积程，组成一个循环。若图中EDCE 所包围的面积为70J ，

热学练习题(答案)

热学练习题第一章 1.3.4 1.3.6 1.4.4 1.4.6 1.4.8 1.6.9 1.6.11 1.7.2 1-7 水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm;温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm. (1) 在室温22.0℃时，水银柱的长度为多少？ (2) 温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm ，试求溶液的温度。解：设水银柱长L 与温度T 成线性关系： L=at+b 当t=0℃时则L 0=a×0+b ∴b=1. 代入上式 L=at+1. 当t 1=100℃时则L 1=at 1+1. ∴a=（L 1-L 0）/t 1 (1) L= 01 1L t t L L +-= 0.422100 0.40.24+?-=8.4(cm) (2) t / =（L / -L 0）/a= 100 0.40.240.44.25--=107℃ 1-9 在容积V=3L 的容器中盛有理想气体，气体密度为ρ=1.3g /L 。容器与大气相通排出一部分气体后，气压下降了0.78atm 。若温度不变，求排出气体的质量。解：根据题意RT pV ν=，可得：RT M m pV = ， ρ p m V p RT M = =1 所以当温度不变时，气体的压强和密度成正比，初始密度为1.3g/L ，后来的密度为： 11 22ρρp p = 则排除的气体的质量为：

33.178.0)1( )(1 11 212??= -=-=?P V p p V m ρρρ 大气压为1atm ，容器与大气相通即2p =1atm ，也就是1p =1+0.78=1.78atm 0.78 1.33 1.71.78 m g ?= ??= 1-16 截面为1.0cm 2的粗细均匀的U 形管，其中贮有水银，高度如图1-16所示。今将左侧的上端封闭，将其右侧与真空泵相接，问左侧的水银将下降多少？设空气的温度保持不变，压强75cmHg 。解：根据静力平衡条件，右端与大气相通时，作端的空气压强为大气压P 0=75cmHg ，当由端与真空泵相接时，左端空气压强为P=△l 。（两端水银柱高度差）设左端水银柱下降X= P l 2121= ? ∴P=2X ∵PV=常数 ∴ 即75×50=2X （50+X ）整理得：07525502 =?-+X X ∴X=25cm 舍去X=-75 1-18 如图1-18所示，两个截面相同的连通管，一为开管，一为闭管，原来两管内水银面等高。今打开活塞使水银漏掉一些，因此开管内水银下降了h ，问闭管内水银面下降了多少？设原来闭管内水银面上空气柱的高度R 和大气压强为P 0，是已知的。解：设管截面积为S ，原闭管内气柱长为R ，大气压强为P ，闭管内水银面下降h ′后，其内部压强为P 0，对闭管内一定质量的气体有： S h K P KS P )(0'+= h K K P P ' += 0 以水银柱高度为压强单位： h h P P '-=-0 ∴P=h h P '+-0

热学综合测试(含参考答案)

热学综合测试题（含答案）一、选择题（在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确） 1．下列说法正确的是［］Ａ．温度是物体内能大小的标志Ｂ．布朗运动反映分子无规则的运动Ｃ．分子间距离减小时，分子势能一定增大Ｄ．分子势能最小时，分子间引力与斥力大小相等 2．关于分子势能，下列说法正确的是［］Ａ．分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越大Ｂ．分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大Ｃ．物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化Ｄ．物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小 3．关于分子力，下列说法中正确的是［］Ａ．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用Ｂ．将两块铅压紧以后能连成一块，说明分子间存在引力Ｃ．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力Ｄ．固体很难拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力 4．下面关于分子间的相互作用力的说法正确的是［］Ａ．分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的Ｂ．分子间的相互作用力是引力还是斥力跟分子间的距离有关，当分子间距离较大时分子间就只有相互吸引的作用，当分子间距离较小时就只有相互推斥的作用Ｃ．分子间的引力和斥力总是同时存在的Ｄ．温度越高，分子间的相互作用力就越大 5．用ｒ表示两个分子间的距离，Ｅｐ表示两个分子间的相互作用势能．当ｒ＝ｒ０时两分子间的斥力等于引力．设两分子距离很远时Ｅｐ＝0［］Ａ．当ｒ＞ｒ０时，Ｅｐ随ｒ的增大而增加Ｂ．当ｒ＜ｒ０时，Ｅｐ随ｒ的减小而增加Ｃ．当ｒ＞ｒ０时，Ｅｐ不随ｒ而变Ｄ．当ｒ＝ｒ０时，Ｅｐ＝0 6．一定质量的理想气体，温度从0℃升高到ｔ℃时，压强变化如图2-1所示，在这一过程中气体体积变化情况是［］Ａ．不变Ｂ．增大Ｃ．减小Ｄ．无法确定 7．将一定质量的理想气体压缩，一次是等温压缩，一次是等压压缩，一次是绝热压缩，那么［］Ａ．绝热压缩，气体的内能增加Ｂ．等压压缩，气体的内能增加Ｃ．绝热压缩和等温压缩，气体内能均不变Ｄ．三个过程气体内能均有变化 8．如图2-2所示，0．5ｍｏｌ理想气体，从状态Ａ变化到状态Ｂ，则气体在状态Ｂ时的温度为［］Ａ．273ＫＢ．546Ｋ

热学试题及答案

热学模拟试题一一、填空题 1. lmol 的单原子分子理想气体，在1atm 的恒定压强下，从0℃加热到100℃，则气体的内能改变了_____J ．(普适气体常量R=8.31J ·mol -1·k -1)。 2. 右图为一理想气体几种状态变化过程的p-v 图，其中MT 为等温线，MQ 为绝热线，在AM,BM,CM 三种准静态过程中： (1) 温度升高的是___ 过程； (2) 气体吸热的是______ 过程． 3. 所谓第二类永动机是指 _______________________________________ ；它不可能制成是因为违背了___________________________________。 4. 处于平衡状态下温度为T 的理想气体， kT 2 3 的物理意义是 ___________________________.(k 为玻尔兹曼常量). 5. 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______ 分子的速率分布曲线；曲线(b)是_________气分子的速率分布曲线；曲线(c)是_________气分子的速率分布曲线。 6. 处于平衡态A 的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B ，将从外界吸收热量416 J ，若经准静态等压过程变到与平衡态B 有相同温度的平衡态C ，将从外界吸收热量582J ，所以，从平衡态A 变到平衡态C 的准静态等压过程中气体对外界所作的功为_____________________。 7. 一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J ．若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热__________J ；若为双原子分子气体，则需吸热_____________J 。 8. 一定量的理想气体，在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程（a→b→c→d→a），其中a→b，c→d 两个过程是绝热过程，则该循环的效率 η=_________________。 9. 某种单原子分子组成的理想气体，在等压过程中其摩尔热容量为；在等容过程中其摩尔热容量为；在等温过程中其摩尔热容量为；在绝热过程中其摩尔热容量为。 10. 理想气体由某一初态出发，分别做等压膨胀，等温膨胀和绝热膨胀三个过程。其中：等压膨胀过程内能；等温膨胀过程内能；绝热膨胀过程内能。二、选择题 1. 有一截面均匀两端封闭的圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中一边装有1克的氢气，则另一边应装入：（A ） 16 1 克的氧气才能使活塞停留在中央。（B ） 8克的氧气才能使活塞停留在中央。（C ） 32克的氧气才能使活塞停留在中央。（D ） 16克的氧气才能使活塞停留在中央。 [ D ] 2. 按经典的能均分原理，每个自由度上分子的平均动能是：（A ） kT ；（B ）kT 2 3 ；（C ）kT 2 1 ；（D ）RT 。 [ C ] 3. 有二容器，一盛氢气，一盛氧气，若此两种气体之方均根速率相等，则：（A ）它们的压强相同； P(atm) T(K) a b c d

第二章热力学第一定律练习题及答案

第一章热力学第一定律练习题一、判断题（说法对否）： 1.当系统的状态一定时，所有的状态函数都有一定的数值。当系统的状态发生变化时，所有的状态函数的数值也随之发生变化。 2.在101.325kPa、100℃下有lmol的水和水蒸气共存的系统，该系统的状态完全确定。 3.一定量的理想气体，当热力学能与温度确定之后，则所有的状态函数也完全确定。 4.系统温度升高则一定从环境吸热，系统温度不变就不与环境换热。 5.从同一始态经不同的过程到达同一终态，则Q和W的值一般不同，Q + W 的值一般也不相同。 6.因Q P = ΔH，Q V = ΔU，所以Q P与Q V都是状态函数。 7．体积是广度性质的状态函数；在有过剩NaCl(s) 存在的饱和水溶液中，当温度、压力一定时；系统的体积与系统中水和NaCl的总量成正比。8．封闭系统在压力恒定的过程中吸收的热等于该系统的焓。 9．在101.325kPa下，1mol l00℃的水恒温蒸发为100℃的水蒸气。若水蒸气可视为理想气体，那么由于过程等温，所以该过程ΔU = 0。 10.一个系统经历了一个无限小的过程，则此过程是可逆过程。 11．1mol水在l01.325kPa下由25℃升温至120℃，其ΔH= ∑C P,m d T。12．因焓是温度、压力的函数，即H = f(T,p)，所以在恒温、恒压下发生相变时，由于d T = 0，d p = 0，故可得ΔH = 0。 13．因Q p = ΔH，Q V = ΔU，所以Q p - Q V = ΔH - ΔU = Δ(p V) = -W。14．卡诺循环是可逆循环，当系统经一个卡诺循环后，不仅系统复原了，环境也会复原。 15．若一个过程中每一步都无限接近平衡态，则此过程一定是可逆过程。16．(?U/?V)T = 0 的气体一定是理想气体。 17．一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环= 100kPa) 绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。 18．当系统向环境传热(Q < 0)时，系统的热力学能一定减少。

中考物理专题《热学问题》综合检测试卷附答案

一、初中物理热学问题求解方法 1．煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h．（1）每小时流出的水是多少kg? （2）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．（3）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2× 103J](kg?℃)，天然气的热值为4×107J/m3] 【答案】(1) 1.5×l05kg；(2) 2.52×1010J；(3)700m3 【解析】【详解】 (1)每小时流出水的质量 m=ρV=1.0×103kg/m3×150m3=1.5×l05kg； (2)水放出的热量 Q水放=cmΔt=4.2×103J/（kg?℃）×1.5×105kg×（90℃-50℃）=2.52×1010J； (3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则 Q有用=Q水放=2.52×1010J，天然气需要放出的热量 Q放= 10 2.5210J 90% Q η ? = 有用=2.8×1010J，天然气的体积 V= 10 73 2.810J 410J/m Q q ? = ? 放=700m3. 答：(1)每小时流出的水是1.5×l05kg； (2)每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J； (3)利用地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。 2．小明在探究某种物质在熔化前后其温度随加热时间变化的规律时，得到如下表的实验记录。 (1)请按上述实验数据在坐标格中作出温度随时间变化的图像____________。

工程热力学思考题答案,第五章

第五章热力学第二定律热力学第二定律能否表达为：“机械能可以全部变为热能，而热能不可能全部变为机械能。”这种说法有什么不妥当答：不能这样表述。表述不正确，对于可逆的定温过程，所吸收的热量可以全部转化为机械能，但是自身状态发生了变化。所以这种表述不正确。理想气体进行定温膨胀时，可从单一恒温热源吸入的热量，将之全部转变功对外输出，是否与热力学第二定律的开尔文叙述矛盾提示：考虑气体本身是否有变化。答：不矛盾，因为定温膨胀气体本身状态发生了改变。自发过程是不可逆过程，非自发过程必为可逆过程，这一说法是否正确答：不正确。自发过程是不可逆过程是正确的。非自发过程却不一定为可逆过程。请归纳热力过程中有哪几类不可逆因素答：。不可逆因素有：摩擦、不等温传热和不等压做功。试证明热力学第二定律各种说法的等效性：若克劳修斯说法不成立，则开尔文说也不成立。答：热力学第二定律的两种说法反映的是同一客观规律——自然过程的方向性 →是一致的，只要一种表述可能，则另一种也可能。假设热量Q2 能够从温度T2 的低温热源自动传给温度为T1 的高温热源。现有一循环热机在两热源间工作，并且它放给低温热源的热量恰好等于Q2。整个系统在完成一个循环时，所产生的唯一效果是热机从单一热源（T1）取得热量Q1-Q2，并全部转变为对外输出的功W 。低温热源的自动传热Q2 给高温热源，又从热机处接受Q2，故并未受任何影响。这就成了第二类永动机。违反了克劳修斯说法，必须违反了开尔文说法。反之，承认了开尔文说法，克劳修斯说法也就必然成立。下列说法是否有误：（1）循环净功Wnet 愈大则循环效率愈高；（×）（2）不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率；（ ×）（3）可逆循环的热效率都相等，1 21T T t -=η（×）

中考物理专题《热学问题求解方法》综合检测试卷附答案

一、初中物理热学问题求解方法 1．甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水，另有A 、B 两个金属球，其质量和初温也都相同，且都比水的温度高．现将A 、B 两球分别放入甲、乙两杯水中，热平衡后，甲杯水温升高了15℃，乙杯水温升高了8℃，则（） A ．A 球比热容大于B 球比热容 B ．A 球比热容小于B 球比热容 C ．A 球降低的温度更多些 D ．A 球放出的热量更少些【答案】A 【解析】【详解】甲、乙两个杯子中水的质量m 相同，两球放入水中后，水吸收热量温度升高，甲杯的水温升高15℃，乙杯中水温升高8℃，即：t t ??甲乙＞，水的比热容相同，不计热量损失，由 Q cm Δt =可知，Q Q ??甲吸乙吸＞，由于Q Q ?=?甲吸A 放，Q Q ?=?乙吸B 放，所以 A B Q Q ??放放＞；A 球放出的热量更多些；甲、乙水的初温t 相同，t t ??甲乙＞，所以两杯水的末温t t 甲乙＞，所以两个球的末温A B t t ＞，又由于球的初温t 初相同，所以： A B t t t t --初初＜质量相同、初温t 初相同的两球A 和B ，对于A 有： A A A A Q c m t t ?=-放初（） ① 对于B 有： B B B B Q c m t t ?=-放初（） ② 又因为A B Q Q ??放放＞，A B m m =，①除以②得： 1A B Q Q 放放＞所以： A A A B B B c m t t c m t t --初初（）＞（）又A B t t t t --初初＜，则有A B c c ＞．故A 项符合题意、BCD 项不符合题意； 2．小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示实验中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得（已知c c >水液体）

电学、力学、热学综合计算题练习题

过关演练 277.（2010·辽宁大连）某建筑工地用升降机提升实心砖的示意图如图9-12所示.升降机货箱的重力是300N ，g 取10N/kg.不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦.试求：（1）已知砖的密度是2×103kg/m 3，每块转的体积是1.5×10-3m 3, 则每块砖的重力是多少？（2）如果钢丝绳上允许施加的最大拉力是2100N ，则该升降机一次最多能匀速提升多少块砖？（3）某次提升中，升降机在50s 内将货物匀速提升了10m ，钢丝绳的拉力是2000N.则钢丝绳的拉力的功率是多少？ 278.（2010·江苏连云港）打桩机是利用冲击力将桩打入地层的桩工机械.图9-13甲是落锤式打桩机实物图.桩锤由卷扬机用吊钩提升，释放后自由下落而打桩.其原理如图乙所示.已知桩锤的质量M=400Kg ，桩锤底面积S 1=0.1m 2，桩的顶面积S 2=0.04m 2 ，g 取10N/Kg. （1）若桩锤自由下落打在桩上的瞬时压力为F=2.0×103N ，求此时桩锤对桩的压强. （2）若卷扬机把桩锤匀速提升1.8m ，所用时间为2s ，在此提升过程中卷扬机的效率为60％，求卷扬机的功率. 甲乙图 9-13 图9-12

279.（2011·湖南娄底）小聪知道今年初中毕业升学体育考试必考中长跑、跳绳和实心球等三个项目后，每天进行体育锻炼.质量为40kg的他经过一段时间的刻苦训练后.对自已进行了粗略的测试：实心球投掷超过10m，跳绳l分钟能跳l50次以上，并且能沿200m 的跑道用5m/s的速度匀速跑5圈以上(g取10N/kg). (1)小聪在进行实心球训练中感觉很累，能量消耗很大，那么他每次将实心球用力掷出的过程中(球从静止开始到离开手)，人的化学能转化为实心球的能. 表9-1 (2)小聪双脚站立，双手将质量为2kg的实心球举起准备投掷时，对水平地面的压强是多少 (假设小聪单脚与地面的接触面积为l50cm2)? (3)若小聪跳绳过程中，每次跳起高度约5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦? 若他跳一次用时0.4s，则他做功的功率为多大? (4)体育老师对小聪说：“在正式考试时，只要你能保持粗测成绩，一定会获得l000m中长跑项目的满分”，那么，请你计算并对照2011年初中华业升学体育考试评分标准(如表9-1)，判断体育老师的说法是否可信? 280.（2011·福建莆田）《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描述：“悟空撩衣上前，摸了一把，乃是一根铁柱子，两头是两个金箍，紧挨金箍有镌成的一行字.‘如意金箍棒一万三千五百斤’，约丈二长短，碗口粗细”，如图9-14所示.以国际单位制，金箍棒质量为6750kg，体积约0.2m3，问：

工程热力学思考题答案

第九章气体动力循环 1、从热力学理论看为什么混合加热理想循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高，随定压预胀比ρ的增大而降低答：因为随着压缩比ε和定容增压比λ的增大循环平均吸热温度提高，而循环平均放热温度不变，故混合加热循环的热效率随压缩比ε和定容增压比λ的增大而提高。混合加热循环的热效率随定压预胀比ρ的增大而减低，这时因为定容线比定压线陡，故加大定压加热份额造成循环平均吸热温度增大不如循环平均放热温度增大快，故热效率反而降低。 2、从内燃机循环的分析、比较发现各种理想循环在加热前都有绝热压缩过程，这是否是必然的答：不是必然的，例如斯特林循环就没有绝热压缩过程。对于一般的内燃机来说，工质在气缸内压缩，由于内燃机的转速非常高，压缩过程在极短时间内完成，缸内又没有很好的冷却设备，所以一般都认为缸内进行的是绝热压缩。 3、卡诺定理指出两个热源之间工作的热机以卡诺机的热效率最高，为什么斯特林循环的热效率可以和卡诺循环的热效率一样答：卡诺定理的内容是：在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相同，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质无关。定理二：在温度同为T1的热源和同为T2的冷源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。由这两条定理知，在两个恒温热源间，卡诺循环比一切不可逆

循环的效率都高，但是斯特林循环也可以做到可逆循环，因此斯特林循环的热效率可以和卡诺循环一样高。 4、根据卡诺定理和卡诺循环，热源温度越高，循环热效率越大，燃气轮机装置工作为什么要用二次冷却空气与高温燃气混合，使混合气体降低温度，再进入燃气轮机答：这是因为高温燃气的温度过高，燃气轮机的叶片无法承受这么高的温度，所以为了保护燃气轮机要将燃气降低温度后再引入装置工作。同时加入大量二次空气，大大增加了燃气的流量，这可以增加燃气轮机的做功量。 5、卡诺定理指出热源温度越高循环热效率越高。定压加热理想循环的循环增温比τ高，循环的最高温度就越高，但为什么定压加热理想循环的热效率与循环增温比τ无关而取决于增压比π 答：提高循环增温比，可以有效的提高循环的平均吸热温度，但同时也提高了循环的平均放热温度，吸热和放热均为定压过程，这两方面的作用相互抵消，因此热效率与循环增温比无关。但是提高增压比，p1不变，即平均放热温度不变，p2提高，即循环平均吸热温度提高，因此循环的热效率提高。 6、以活塞式内燃机和定压加热燃气轮机装置为例，总结分析动力循环的一般方法。答：分析动力循环的一般方法：首先，应用“空气标准假设”把实际问题抽象概括成内可逆理论循环，分析该理论循环，找出影响循环热效率的主要因素以及提高该循环效率的可能措施，以指导实际

热学第二章习题答案

第二章气体分子运动论得基本概念 2-1 目前可获得得极限真空度为10-13mmHg 得数量级,问在此真空度下每立方厘米内有多少空气分子,设空气得温度为27℃。解: 由P=n K T 可知 n =P/KT= =3、21×109(m –3) 注:1mmHg=1、33×102N/m 2 2-2 钠黄光得波长为5893埃,即5、893×10-7m,设想一立方体长5、893×10-7m, 试问在标准状态下,其中有多少个空气分子。解:∵P=nKT ∴PV=NKT 其中T=273K P=1、013×105N/m 2 ∴N=个 2-3 一容积为11、2L 得真空系统已被抽到1、0×10-5mmHg 得真空。为了提高其真空度,将它放在300℃得烘箱内烘烤,使器壁释放出吸附得气体。若烘烤后压强增为1、0×10-2mmHg,问器壁原来吸附了多少个气体分子。解:设烘烤前容器内分子数为N 。,烘烤后得分子数为N 。根据上题导出得公式PV = NKT 则有: 因为P 0与P 1相比差103数量,而烘烤前后温度差与压强差相比可以忽略, 因此与相比可以忽略 18232 23111088.1) 300273(1038.11033.1100.1102.11??+???????=?=?---T P K N N 个 2-4 容积为2500cm 3得烧瓶内有1、0×1015个氧分子,有4、0×1015个氮分子与3、3×10-7 g 得氩气。设混合气体得温度为150℃,求混合气体得压强。解:根据混合气体得压强公式有 PV=(N 氧+N 氮+N 氩)KT 其中得氩得分子个数: N 氩=(个) ∴ P=(1、0+4、0+4、97)1015Pa

热力学·统计物理期末考试卷

热力学与统计物理 1. 下列关于状态函数的定义正确的是（）。 A ．系统的吉布斯函数是：pV TS U G +-= B ．系统的自由能是：TS U F += C ．系统的焓是：pV U H -= D ．系统的熵函数是：T Q S = 2. 以T 、p 为独立变量，特征函数为( )。 A .内能； B .焓； C .自由能； D .吉布斯函数。 3. 下列说法中正确的是（）。 A ．不可能把热量从高温物体传给低温物体而不引起其他变化； B ．功不可能全部转化为热而不引起其他变化； C ．不可能制造一部机器，在循环过程中把一重物升高而同时使一热库冷却； D ．可以从一热源吸收热量使它全部变成有用的功而不产生其他影响。 4. 要使一般气体满足经典极限条件，下面措施可行的是（）。 A .减小气体分子数密度； B .降低温度； C .选用分子质量小的气体分子； D .减小分子之间的距离。 5. 下列说法中正确的是（）。 A ．由费米子组成的费米系统，粒子分布不受泡利不相容原理约束； B ．由玻色子组成的玻色系统，粒子分布遵从泡利不相容原理； C ．系统宏观物理量是相应微观量的统计平均值； D ．系统各个可能的微观运动状态出现的概率是不相等的。 6. 正则分布是具有确定的（）的系统的分布函数。 A ．内能、体积、温度； B ．体积、粒子数、温度； C ．内能、体积、粒子数； D ．以上都不对。二、填空题（共20分,每空2分） 1. 对于理想气体,在温度不变时,内能随体积的变化关系为=??? ????T V U 。 2. 在S 、V 不变的情形下，稳定平衡态的U 。

工程热力学思考题答案,第三章

理想气体的性质 1.怎样正确看待理想气体”这个概念？在进行实际计算是如何决定是否可采用理想气体的一些公式? 答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压咼温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。判断所使用气体是否为理想气体（1）依据气体所处的状态（如：气体的密度是否足够小）估计作为理想气体处理时可能引起的误差；（2）应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。 2.气体的摩尔体积是否因气体的种类而异？是否因所处状态不同而异？任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是0.022414m3/mol? 答：气体的摩尔体积在同温同压下的情况下不会因气体的种类而异; 但因所处状态不同而变化。只有在标准状态下摩尔体积为0.022414m 3/mol 3?摩尔气体常数R值是否随气体的种类不同或状态不同而异? 答：摩尔气体常数不因气体的种类及状态的不同而变化。 4?如果某种工质的状态方程式为pv二R g T,那么这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗? 答：一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体，那么其比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数。 C 5.对于一种确定的理想气体，（C p C v）是否等于定值？」是否为定 C v 值？在不同温度下（C P C v）、C P是否总是同一定值? C 答：对于确定的理想气体在同一温度下（C p C v）为定值，—p为定值。 C v C 在不同温度下（C p C v）为定值，—p不是定值。 C v 6.麦耶公式C p C v R g是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际气体?

物理热学问题的专项培优练习题附答案

一、初中物理热学问题求解方法 1．一支刻度均匀但刻度线位置不准的温度计，把它放在标准大气压的沸水中，读数是97℃，把它放在冰水混合物中，读数是2℃，若用这支温度计去测量某物体的温度时，它的读数恰好等于物体的实际温度，则该物体的温度是_____．如下图所示，图甲的温度为_____。【答案】40℃ -22℃ 【解析】【详解】 [1]因读数不准确的温度计的刻度是均匀的，设不准确温度计示数y与真实温度x之间满足方程： y=kx+b；将y=97℃时，x=100℃和y=2℃时，x=0℃分别代入方程，得： 97=k×100+b； 2=k×0+b；解方程组得：k= 95 100 ，b=2，故方程可变为： 95 2 100 y x =+，根据题意，它的读数恰好等于物体的实际温度可知，x=y，代入方程可得解为： x=40℃； [2]由图知，温度计10℃之间分成5等份，所以一等份代表2℃，也就是分度值为2℃；“20”在“10”的下端，说明温度低于0℃，为-22℃。 2．如图所示是“比较不同物质吸热情况”的实验装置。实验中需加热质量相同的水和食用油，使它们升高相同的温度，比较它们吸收热量的多少，看看这两种物质的吸热情况是否存在差异。

（1）实验中除了图中所给的器材，还需要的测量工具有：天平和___________。（2）实验中通过比较__________来比较不同物质吸收热量的多少。（3）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图象，由图象可知食用油的比热容为____________。【答案】秒表加热时间 3 J 2.810/kg ?(℃) 【解析】【分析】【详解】 (1)[1]在“比较不同物质吸热情况”实验中需要测量加热时间和质量，则需要秒表和天平； (2)[2]由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同，故通过比较加热时间来比较不同物质吸收热量多少； (3)[3]当水和食用油均由10℃加热到30℃时，变化温度相同，图中加热时间为3min 和4.5min ，由于水的比热容大于食用油，升高相同温度吸收热量更多，加热时间更长，则a 图线为水，b 图线为食用油，又由于相同加热器加热相同时间表示液体吸收热量相同，则： 4.5min 3 3min 2 Q Q = =水吸油吸则由Q cm Δt =可得当液体质量与升高温度相同时，比热容之比等于吸收热量之比，故食用油的比热容为：

九年级物理上热学综合测试题(有答案)

九年级物理上热学综合测试题（有答案）班级姓名一、填空题（24分） 1．深秋时节，在教室的玻璃内表面有时会看到一些水珠，这是现象；严冬时节，玻璃内表面会出现冰花，这是现象（选填物态变化名称）。 2.根据右表提供的信息，你认为，使用制作液体温度计可提高灵敏度；使用制作温度计可以测低温。 3．在有些古代宫殿中，有许多空心铜柱子支持着宫殿的屋顶，在夏天走进宫殿会感到冷气沁人。原因是空心的铜柱中装进了许多冰块，由于冰块熔化时大量的热使温度降低，而且水的较大，温度不易升高，所以宫殿里很凉爽。 4．植树造林是造福后人的千秋大业，春季植树时总是将大量的侧枝除去，只留很少的枝芽，这样做的目的主要是为了，使树在根扎入泥土前不至于枯死。 5．汽车发动机工作时把内能转化为，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒 “黑烟”，这时发动机的效率（选填“升高”、“不变”、“降低”）。 6.在高山上用普通锅煮不熟饭，是因为高度越高大气压强越（填“大”或“小”），且普通锅的气密性不好，锅内气压受外界气压影响，从而使水的低于100℃. 7.有一种气体打火机，内装燃料是液态丁烷。通常情况下，丁烷是气体，人们是用的方法将其变为液态的．从微观角度看，丁烷能从气态变为液态说明丁烷分子间存在。 8．火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，使火柴燃烧，前者是利用的方法，后者是利用的方法． 9.分别用两个完全相同的“热得快”，同时给质量和温度相同的A 、 B 两种液体加热，它们的温度随时间变化的图象如图所示，由图象可以看出，液体的温度升高得较慢，液体的比热容较大． 10．内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明，但在使用内燃机的同时又给人类带来了污染，这主要是指污染和污染．在内燃机工作过程中，由如图所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所占的百分比是：废气内能35％，散热损失30％，机械损失10％，则内燃机的热机效率是．我们在高效利用能源的同时，也必须重视保护环境．