10-11-1学期物理期中考试卷题源(5)

2019-01-05 12:22

mp?l1l2l3?vi?1n2ix2?nw. 3在上述四步过程中,哪几步用到了理想气体的假设?哪几步用到了平衡态的条件?哪几步用到了统计平均的概念?(l?、l?、l?,分别为长方形容器的三个边长)

**答:(1)(2)(3)用到理想气体模型的假设;(2)(4)用到了平衡态条件,(4)用到了统计平均概念。** 4263B(5’)容积V=1m3的容器内混有N1=1.0×1025个氧气分子和N2=4.0×1025个氮气分子,混合气体的压强是2.76×105Pa,求: (1)分子的平均平动动能。

(2)混合气体的温度(k=1.38×10-23J/K) **EK?32wpV?4.14?105J,w?8.28?1021J,T??400K .** 23K4264A(3’)理想气体分子的平均动能w与热力学温度T的关系式是 ,此式所揭示的气体温度的统计意义是 。

**

3kT;温度是气体分子平均平动动能的量度** 24266B(5’)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,试求:

(1)氧气分子的平均平动动能和方均根速率 (2)氧气的温度。(NA=6.022×1023/mol,k=1.38×10-23J/K)

**(1)∵T相等,氧气分子平均平动动能=氢气分子平均平动动能=6.21×10-28J,

v?483m/s .

(2)T?22w?300K .** 3k4272C(5’)某理想气体的定压摩尔热容为29.1J/mol·K,求它在273K时分子平均转动动能。(k=1.38×10-23J/K)

**解:∵Cp=29.7J/mol·K,即为两原子分子Cp?两个方向转动动能为

57R,CV?R. 22?1kT?kT?1.38?10-23?273?3.76?10-21J . ** 224282A(3’)现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2),如图所示,若两条曲线分别表

示同一种气体处于不同的温度下的速率分布,则曲线 表示气体温度较高。 若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布,则曲线 表示的是氧气的速率分布。

f(v)(1)(2)Ov

**(2);(1)**

4283A(3’)当理想气体处于平衡态时,气体分子速率分布函数为f(v),则分子速率处于最可几速率vp至?范围内的几率**?f(v)dv**

vp??N? ______ . N4290B (3分)已知一定量的某种理想气体,在温度为T1和T2时的分子最可几速率分别为v1和v2,分子速率分布函数的最大值分别为f1(v1)和f2(v2). 若T1>T2,则

(A)v1>v2,f1(v1)>f2(v2) (B)v1>v2,f1(v1)f2(v2) (D)v1

**B**

4293B(3’)图示的两条f(v)~v曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦氏速率分布曲线,由图上数据可得氢气分子的最可几速率为 ;氧气分子的最可几速率为 .

f(v)O2 000v(m/s)

**2 000m/s;500m/s**

4296B(5’)在A、B、C三个容器中,装有不同温度的同种理想气体,设其分子数密度之比

???nA : nB : nC =1: 2: 4,方均根速率之比vA:vB:vC?1:2:4,则其算术平均速率之比为:

vA:vB:vC?1:4:16,压强之比为pA:pB:pC?1:4:16 ,以上关于算术平均速率之比值

与压强之比值是否正确?如有,错误请改正。

**答:错误,vA:vB:vC?1:2:4,pA:pB:pC?1:8:64**

4297B(5’)某种气体在温度为300K时,分子平均碰撞频率为z1?5.0?109s?1,若保持压强不变,当温度升到500K时,求分子的平均碰撞频率z2 . **由z?2?d2vn,z2?3z1?3.87?109s?1** 54299A(5’)在什么条件下,气体分子热运动的平均自由程λ与温度T成正比?在什么条件

下,λ与T无关,(设气体分子的有效直径一定)。

vtn?d2**解:单位时间内碰撞粒子数?f(碰撞频率)

tvvkT λ???fvn?d2?d2p当dp??,即λ?T. 当dV?0,即

T?常数,λ与T无关。** p4300A(3’)对一定质量的理想气体进行等温压缩,若初始时每立方米体积内气体分子数为1.96×1024,当压强升高到初始值的两倍时,每立方米体积内气体分子数应为 .

** 3.92×1024**

4301A(3’)一超声波源发射超声波的功率为10W,假设它工作10s,并且全部波动能量都被1mol氧气吸收而用于增加其内能,则氧气的温度升高了多少?(氧气分子视为刚性分子,R=8.31J/mol·K) **解:A?pt?2ptviR?T,?T??4.81K . ** 2viR4302B(5’)储有1mol氧气,容积为1m3的容器以v=10m/s的速度运动,设容器突然停止,

其中氧气的80%的机械运动动能转化为气体分子热运动动能,问气体的温度及压强各升高了多少?(氧气分子视为刚性分子,摩尔气体常量R=8.31J/mol·K) **解:0.8?Mv2?12M5R?TR?T,?T?0.062K,?p??0.51Pa**

Mmol2V4309C(5’)在某一容器内盛有质量为M1、M2的两种不同的单原子分子理想气体,设其摩

尔数相同,当此混合气体处于平衡状态时,两种气体的下列比值是否正确?如有错误请改正

p?M??; p?M?EM(2)气体的内能之比1?1;

E2M2(1)气体的分压强之比(3)分子平均动能之比

w?M??; w?M?(4)分子数密度之比

n?M??; n?M?(5)分子方均根速率之比

v???v??M? . M?p?E?n?w?v??M???;错??;错??;错??;错**错. ** ??p?E?n?Mw?v??4312C(3’)一定量的理想气体,分别经历如图(1)所示的abc过程,(图中虚线ac为等温

线),和图(2)所示的def过程(图中虚线df绝热线),判断这两种过程是吸热还是放热。 (A)abc过程吸热,def过程放热;

(B)abc过程放热,def过程吸热; (C)abc过程和def过程都吸热; (D)abc过程和def过程都放热 .

apbcOV

dpefOV

**[A]**

4313C(3’)一定量的理想气体,从p-V图上初态a经历(1)或(2)过程到达末态b,已知a、b两态处于同一条绝热线上。(图中虚线是绝热线),问两过程中气体吸热还是放热? (A)(1)过程吸热,(2)过程放热; (B)(1)过程放热,(2)过程吸热; (C)两种过程都吸热; (D)两种过程都放热 .

ap(2)(1)ObV

**[B]**

4314B(3’)对于室温下的双原子分子理想气体,在等压膨胀的情况下,系统对外所作的功与从外界吸收的热量之比A/Q等于 (A)1/3 (B)1/4 (C)2/5 (D)2/7

**[D]**

4315B(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Ta Q2>0 (B)Q2> Q1>0 (C)Q2< Q1<0 (D)Q1< Q2<0 (E)Q1= Q2>0

ap(2)O**[A]**

(1)bV

4316C(3’)图示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)温度降低的是 过程; (2)气体放热的是 过程。

pMATBQCOV

**AM;AM、BM**

4318C(3’)图示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。

pMATBQCOV

**BM、CM;CM**

4319A(3’)有1mol刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外作功A,则其温度变化?T= ;从外界吸取的热量Qp= .

**A/R;7A/2**

4321B(5’)2mol氢气(视为理想气体)开始时处于标准状态,后经等温过程从外界吸取了400J的热量,达到末态,求末态的压强。(摩尔气体常量R=8.31J/mol·K)

**在等温过程中?T??,Q?A?VVMRTln2,p2?1p1?0.92atm** MmolV1V24322A(5’)为了使刚性双原子分子理想气体,在等压膨胀过程中对外作功2J,必须传给气

体多少热量?

**解:等压过程A?p?V?MMiiRT,内能增量?E?R?T?A, MmolMmol22iA?A?7J/2 . ** 2双原子分子i=5,即Q??E?A?4324B(5’)3mol温度为T0=273K的理想气体,先经等到温过程体积膨胀到原来的5倍,然后等容加热,使其末态的压强刚好等于初始压强,整个过程传给气体的热量为8×104J,试画出此过程的p-V图,并求这种气体的比热容比??(R=8.31J/mol·K)

Cp值。 CV


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