大学物理规范作业解答29单元测试热学

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1、福州大学10级大学物理规范作业(29)单元测试一（热学）体积为4升的容器内装有理想气体氧气（刚性分子），测得其压强为5×102Pa，则容器内氧气分子的平动动能总和为J，系统的内能为J。一、填空题2．在压强为1×10-3atm，温度为200K时，体积为1立方厘米的气体内有个气体分子。根据理想气体状态方程得气体分子数密度1立方厘米的气体内分子数为3.图示两条速率分布曲线是相同温度下的氢气和氧气的速率分布曲线，则该温度下氢气分子的最概然速率为____________。气体分子的最概然速率为已知则4.体积为V的容器中装有刚性双原子分子理想气体1

2、mol，测得其压强为P，该气体的摩尔质量为Mmol，则容器中气体分子热运动的转动动能总和为，分子的最概然速率为.刚性双原子分子的转动自由度气体分子热运动的转动动能总和分子的最概然速率5．设容器内盛有质量分别为m1和m2的两种不同的单原子理想气体,处于平衡态，其内能均为E，则这两种气体分子平均速率之比为。理想气体状态方程为由两种气体内能相等得气体分子平均速率6.一定量的理想气体经历acb过程时吸热500J，则经历acbda过程时，吸热为_______。根据热二定律由图可知7．一以理想气体为工作物质的卡诺热机工作于227℃与27℃的高低温热

3、源之间。若一次循环中，它从高温热源吸热6000J，此热机在每次循环中做功A=______，此热机的效率η=_____。已知：卡诺热机的效率为一容器中装有刚性理想气体氦气（He），测得其压强P=1.0×105Pa，其质量密度ρ=0.12kg/m3。求：1）氦气的温度T；2）该气体单位体积的内能；3）气体分子的方均根速率二、计算题解：（1）对氦气有根据理想状态方程得压强与密度的关系：于是得氦气的温度为（2）该气体单位体积的内能（3）气体分子的方均根速率2．一气缸内贮有10mol的单原子理想气体，在压缩过程中，外力做功209J，气体温度升高1

4、K。试计算气体内能增量和所吸收的热量，在此过程中气体的摩尔热容是多少？已知：3．如果一定量的理想气体，其体积和压强依照的规律变化，其中a为已知常量。试求：(1)气体从体积V1膨胀到V2所作的功；(2)气体体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2的比值。解：（1）在气体体积膨胀过程中，压强随体积变化，则气体作功（2）由理想气体状态方程得4.由N个电子组成的电子气，其速率分布如图所示。(1)求a的大小(用N、vo表示)；(2)求vo到3vo间的分子数；(3)求粒子的平均速率解：首先写出速率分布函数（1）根据归一化条件求解积分求解得(2

5、)求vo到3vo间的分子数(3)求粒子的平均速率5.一可逆热机使1mol的单原子理想气体经历如图所示的循环过程，其中T1=300K，T2=600K，T3=455K。计算（1）各分过程吸收的热量以及系统对外做功。（2）循环的效率。解：对于单原子气体（1）1-2为等容过程，则吸收的热量为（2）2-3为绝热过程，则内能增量为根据热力学第一定律有（3）3-1为等压过程，则系统对外做功同时，系统吸收的热量为（4）此热机的循环效率为6.1mol理想气体（已知）的状态变化如图所示，其中1-3为等温线，1-4为绝热线。试分别由下列三种过程计算气体的熵的

6、变化。解：（1）1-3为等温过程，则根据热力学第一定律有于是，热量变化为气体的熵的变化为注意：图有错（2）1-2为等压过程对于等压过程有而且根据理想气体状态方程有则气体的熵的变化为由得（3）1-4为绝热过程