东北大学物理作业答案-热学

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1、第12章气体动理论作业一、教材：选择填空题1，2，4计算题：14，16，20，21二、附加题（一）、选择题1、某种理想气体,体积为V,压强为p，绝对温度为T，每个分子的质量为m，R为普通气体常数，N0为阿伏伽德罗常数，则该气体的分子数密度n为A(A)pN0/(RT).(B)pN0/(RTV).(C)pmN0/(RT).(D)mN0/(RTV).2、若理想气体的体积为V，压强为p,温度为T，一个分子的质量为m，k为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：B(A)pV/m.(B)pV/(kT).(C)pV/(RT).(D)pV/(m

2、T).3、两瓶质量密度相等的氮气和氧气(氮气和氧气视为理想气体)，若它们的方均根速率也相等，则有：C(A)它们的压强p和温度T都相等.(B)它们的压强p和温度T都都不等.(C)压强p相等,氧气的温度比氮气的高.(D)温度T相等,氧气的压强比氮气的高.（二）、计算题1、将1mol温度为T的水蒸气分解为同温度的氢气和氧气，求氢气和氧气的内能之和比水蒸气的内能增加了多少？（所有气体分子均视为刚性分子）解：1molH2O的内能分解成1molH20.5molO22、一瓶氢气和一瓶氧气温度相同.若氢气分子的平均平动动能为6.21×10－21J，求:(1)氧

3、气分子的平均平动动能和方均根速率;(2)氧气的温度解：（1）因为和所以（2）3、设一理想气体系统由N个同种气体分子组成，其速率分布函数为：式中为已知速率值，a为待求常数求：（1）用已知值表示常数a；（2）分子的最概然速率；（3）N个分子的平均速率；（4）速率在0到之间的分子数；（5）速率在到之间分子的平均速率。解：（1）有归一化条件（2）当时，为最大值所以（3）（4）（5）4、在相同温度下,2摩尔氢气和1摩尔氦气分别放在两个容积相同的容器中。试求两气体(1)分子平均平动动能之比;(2)分子平均总动能之比;(3)内能之比;(4)方均根速率之比;(

4、5)压强之比;(6)密度之比.解因为氢气的自由度i=5;氦气的自由度i=3(1)(2)(3)，(4)，(5)，(6)，5、已知是气体速率分布函数。N为总分子数，n为单位体积内的分子数,为最概然速率。试说明以下各式的物理意义。解（1）表示分布在范围内的分子数（2）表示范围内的分子数占总分之数的百分比（3）表示速率在之间的分子数（4）表示速率大于的分子数（5）表示速率区间的分子数占总分子数的百分率(6)表示速率在区间内的分子数占总分之数的百分比.（7）表示分布在速率区间的分子数在总分子数中占的百分率（8）表示分子平动动能的平均值．（9）表示速率大于

5、v0的那些分子的平均速率第13章热力学基础作业一、教材：选择填空题1~6；计算题：14，15,23，二、附加题（一）、选择题1、摩尔数相同的两种理想气体，一种是氦气，一种是氢气，都从相同的初态开始经等压膨胀为原来体积的2倍，则两种气体A(A)对外做功相同，吸收的热量不同.(B)对外做功不同，吸收的热量相同.(C)对外做功和吸收的热量都不同.pVOⅠⅡ(D)对外做功和吸收的热量都相同.2、如图所示的是两个不同温度的等温过程，则A(A)Ⅰ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多.(B)Ⅰ过程的温度高，Ⅱ过程的吸热多.(C)Ⅱ过程的温度高，Ⅰ过程的吸热多.(D)

6、Ⅱ过程的温度高，Ⅱ过程的吸热多.3、1mol理想气体从p－V图上初态a分别经历如图所示的(1)或(2)过程到达末态b，已知TaQ2>0.(B)Q2>Q1>0.(C)Q20.4、某理想气体，初态温度为T，体积为V，先绝热变化使体积变为2V，再等容变化使温度恢复到T，最后等温变化使气体回到初态，则整个循环过程中，气体：A(A)向外界放热.(B)从外界吸热.(C)对外界做正功.(D)内能减少（二）、计算题1、一定量的理想气体，其体积

7、和压强依照V=的规律变化，其中a为已知常数,求：(1)气体从体积V1膨胀到V2所作的功；(2)体积为V1时的温度T1与体积为V2时的温度T2之比.解：（1）因为V=，所以（2）T(K)V(10-2m3)Oabc122、1mol单原子分子理想气体的循环过程如图的T—V图所示，其中c点的温度为Tc=600K，试求：(1)ab、bc、ca各个过程系统与外界交换的热量;(2)循环的效率.解：（1）a-b等压过程因为等压所以b-c等体过程c-a等温过程（2）3、如图为一循环过程的T-V图线。该循环的工作物质为nmol的理想气体，CV和g均已知且为常数。已

8、知a点的温度为T1，体积为，b点的体积为，ca为绝热过程，求：(1)c点的温度；(2)循环的效率.解：（1）ca为绝热过程（2）a-b等温过程b-c等