大学物理热学部分例题及习题

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1、例1：指出下列各式所表示的物理意义一个分子在每个自由度上的平均动能一个分子的平均平动动能一个分子的平均总动能(总能量)1mol气体的内能mol气体的内能例2、室内温度从150C升高到270C，而气压不变，则此时室内的分子数减少了多少？解：例3、密闭容器中,储有A,B两种理想气体,A气体(分子数密度n1,压强p1),B气体(2n1),则混合气体的压强?解：例4、某理想气体在温度270C和压强10-2atm下,密度11.3g/m3,则气体的摩尔质量M=?解：例5、(如图)两大小不等的容器(分别装O2和H2),用均匀细杆相连,管中有一

2、滴水银,当温度相同时，静止于细管中央，则哪种气体密度大H2O2解：(O2密度大)例6、氧气瓶(容积V,压强P1),用了一段时间后降为P2,则瓶中剩余氧气的内能与未用前内能之比?解：例7、由知,E与i、T及摩尔数(m/Mmol)成正比,试从微观上说明。若容器漏气,使气体的压强、分子数密度都减少为原来的1/2,则E是否变化？why？气体分子的平均动能是否会变化？why？例1：说明下列各量的意义处于速率区间v-v+dv内的分子数占总分子数的百分比，处于v-v+dv内的分子数单位体积内处于v-v+dv(或dv)内的分子数速率在0vP内的

3、分子数占总分子数的比率;或一个分子在0vP内的几率在v1v2内的分子数是算术平均值的一部分,是速率区间v1v2内的分子对的贡献是速率平方平均值的一部分,是速率区间vP内的分子对的贡献例2、图为H2和O2在相同温度下的麦克斯韦分布曲线，则H2的最可几速率?O2的最可几速率?答案:4000m/s,1000m/sf(v)v1000(m/s)例3、设N个气体分子,v0,m0已知,求(1)纵坐标的含义？所围面积的含义？(2)a=?(3)v0/2v0内的分子数？解:(1)纵坐标——单位速度区间的分子数(分子总数)(2)Nf(v)v

4、v02v03v04v0a——某………………….*(3)v0/2v0内的分子数？(4)Nf(v)vv02v03v04v0a(0v0)(2v04v0)(v02v0)aNf(v)=例、N2分子在标况下平均碰撞次数5.42108S-1,分子平均自由程610-6cm,若T不变,P降为0.1atm,则碰撞次数变为—,平均自由程变为—解：例、1mol单原子理想气体,从初温300K,分别经(1)等容;(2)等压过程,加热到350K,求E,Q吸,A对外解：A=0Q=0+E=623,或QV=CVT=623J(2)等P：AP=P(V

5、2-V1)Q=A+E=1039J,(1)等V：=R(T2-T1)=416J例：理想气体作绝热膨胀,由初态(P1,V1)至末态(P2,V2)，求对外作的功A=?解：*例1、理想气体V-T图,则ABCA中,气体从外界吸热的过程是?(1)AB,(2)BC,(3)CACABTVAB:等压A>0,BC:等容E<0,A=0,CA:等温E=0,解：或QP=CPT>0E>0,Q=E+A>0,Q=E+A<0,或QV=CVT<0A<0,Q=E+A<0例2、一定量理想气体(自由度i),在等压过程中吸热Q,对外做

6、功A,内能增加E,则A/Q=?E/Q=?解：例3、理想气体P-V图上,从初态a分别经(1)(2)到达末态b.已知TaQ2>0解：>0,例1、奥托循环如图.已知V1,V2,,求循环效率解：V3=V2,V4=V1绝热过程：A对外净=Q1-Q2PV0V1V2绝热绝热放Q2吸Q13214例2、理想气体,循环过程如图.bc,da是绝热过程，已知Tc,Tb,求循环效率解：绝热：而:Pa=Pb,Pd=Pc吸Q1放Q2PV0adcb绝热绝热锅炉T1暖气系统T3水池T2A

7、A热机制冷机Q1Q2Q1’Q2’例3：暖气装置由卡诺热机和卡诺制冷机组成,热机从锅炉(T1)获得热量(Q1),并向暖气系统中的水(T3)放热.同时热机带动制冷机从天然水池(T2)吸热,也向暖气放热,求暖气所得的热量解：…(1)…(2)锅炉T1暖气系统T3水池T2AA热机制冷机Q1Q2Q1’Q2’…(3)例4：理想气体循环过程(如图).TA=300K,求:(1)TB,TC;(2)各过程作功;(3)全循环的Q吸PV(m3)0ACB10030013(Pa)解：(1)CA:等VBC:等P(2)AB:BC:CA:A3=0(3)例5

8、、比较诺循环两条绝热线下的面积大小S1,S2解：S1=

9、A1

10、S2=

11、A2

12、=

13、E2

14、或：12,41等温：P1V1=P2V2,P3V3=P4V4,

15、A1

16、=

17、A2

18、PV0S21234S141、23:绝热,Q=0=CV

19、T

20、S1