单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2020,物理竞赛,热学习题课,2020物理竞赛热学习题课,热力学是研究物质热运动的,宏观,规律，从能量的观点出发，以热力学实验定律为基础，应用数学方法，通过逻辑推理和演绎，来研究热现象的宏观规律及其应用。,优点：,结论具有很高的可靠性和普遍性；,缺点：,热力学理论不涉及物质的微观结构和粒子的运动，把物质看成是连续的，因此不能解释宏观性质的涨落。,热力学,统计物理学是研究物质热运动的,微观,理论，从“,宏观物质系统是由大量微观粒子组成的,”这一基本事实出发，认为物质的宏观性质是大量微观粒子运动的集体表现，认为宏观量是微观量的统计平均值。,优点,：它可以把热力学的几个基本定律归结于一个基本的统计原理，阐明了热力学定律的统计意义；,缺点,：由于对物质的微观结构所作的往往只是简化的模型假设，因而所得得理论结果往往只是近似的。,气体动理论：,以气体为研究对象。,统计物理学,热力学是研究物质热运动的宏观规律，从能量的观点出发，以热力学,1,在标准状态下，任何理想气体在,1 m,3,中含有的分子数都等于,(A)6.0210,23,(B)8.0210,21,(C)2.6910,25,(D)2.6910,23,C,2,理想气体绝热地向真空自由膨胀，体积增大为原来的两倍，则始、末两态的温度,T,1,与,T,2,和始、末两态气体分子的平均自由程 与 的关系为,B,1在标准状态下，任何理想气体在1 m3中含有的分子数都等于,3,同温度、同物质的量的,H,2,和,He,两种气体，它们的（）,A,、分子的平均动能相等；,B,、分子的平均平动动能相等；,C,、总动能相等；,D,、内能相等。,B,4,理想气体的温度（）,(A),与分子的平均动能成正比；,(B),与气体的内能成正比；,(C,),与分子的平均平动动能成正比；,(D,),与分子的平均速度成正比。,C,3同温度、同物质的量的H2和He两种气体，它们的（,5,在一密闭容器中，储有,A,、,B,、,C,三种理想气体，处于平衡状态,A,种气体的分子数密度为,n,1,，它产生的压强为,p,1,，,B,种气体的分子数密度为,2n,1,，,C,种气体的分子数密度为,3 n,1,，则混合气体的压强,p,为,(A)3 p,1,(B)4p,1,(C)5 p,1,(D)6 p,1,D,6,下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氨气和氦气的分子速率分布曲线,?,B,5在一密闭容器中，储有A、B、C三种理想气体，处于平衡状态,7,一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为,p,1,，,V,1,，,T,1,的平衡态，后来变到压强，体积，温度分别为,p,2,，,V,2,，,T,2,的终态若已知,V,2,V,1,，且,T,2,=T,1,，则以下各种说法中正确的是：,(A),不论经历的是什么过程，气体对外净作的功,定为正值。,(B),不论经历的是什么过程。气体从外界净吸的热一定为正值,(C),若气体从始态变列终态经历的是等温过程，则气体吸收的热量最少。,(D),如果不给定气体所经历的是什么过程，则气体在过程中对外净作功和从外界净吸热的正负皆无法判断,D,7一定量的理想气体，开始时处于压强，体积，温度分别为p1，,8,理想气体的定压摩尔热容大于定容摩尔热容，是因为在等压过程中（）,A,、膨胀系数不同；,B,、膨胀时气体对外作功；,C,、分子间吸引力大；,D,、分子本身膨胀。,B,9,对于室温下的双原子分子理想气体，在等压膨胀的情况下，系统对外界作的功与从外界吸收的热量之比等于,（,A,）,1/3,（,B,）,1/4,（,C,）,2/5,（,D,）,2/7,D,10,气缸中有一定量的氮气（视为理想气体），经过绝热压缩，体积变为原来的一半，问气体分子的平均速率变为原来的几倍,（,A,）,22/5,（,B,）,21/5,（,C,）,22/3,（,D,）,21/3,B,8理想气体的定压摩尔热容大于定容摩尔热容，是因为在等压过程,11,理想气体的压强仅与下列哪项有关（）,A,、气体的分子数密度；,B,、气体的温度；,C,、气体分子的平均速率；,D,、气体的分子数密度与温度的乘积。,D,12,单原子分子的理想气体，其自由度,i,=,，定容摩尔热容,C,v,m,=,，定压摩尔热容,C,p,m,=,。,13,、一定量的理想气体，从相同状态开始分别经过等压、等体及等温过程，若气体在上述各过程中吸收的热量相同，则气体对外界作功最多的过程为,_,。,11理想气体的压强仅与下列哪项有关（）12单原子,14,如图所示，,C,是固定的绝热壁，,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,m,和定压摩尔热容,C,p,m,。,(2)B,室中气体吸收的热量有百分之几用于对外作功,?,A,B,C,D,14如图所示，C是固定的绝热壁，D是可动活塞，C、D将容器,15,一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体在状态,A,的温度为,T,A,=300K,，求,(1),气体在状态,B,、,C,的温度；,(2),各过程中气体对外所作的功；,(3),经过整个循环过程，气体从外界吸收的总热量,(,各过程吸热的代数和,),，,A,B,C,P(Pa),V(m,3,),1,2,3,100,200,300,15一定量的某种理想气体进行如图所示的循环过程。已知气体在,16,1 mol,氦气作如图所示的可逆循环过程，其中,ab,和,cd,是绝热过,程，,b c,和,d a,为等体过程，巳知,V,1,=16.4,l,，,V,2,=32.8,l,，,p,a,=1atm,，,p,b,=3.18atm,，,p,c,=4atm,，,p,d,=1.26atm,，试求,(1)a,b,c,d,四点的温度,(2)c,点的内能,(3),在一循环过程中气体对外界所作的净功,?,17,证明题：,能量按自由度均分定理的内容是什么？试用气体动理学的特征来说明这,一原理，并论证质量为,m,的理想气体。在温度为,T,的平衡态下，其内能为,161 mol氦气作如图所示的可逆循环过程，其中ab和cd,18,、试指出下列各式所表示的物理意义,-,温度为,T,的平衡态下，物质,分子,每个,自由度,的,平均动能。,-,温度为,T,的平衡态下，,1,摩尔,刚性理想气体,分子的,内能,。,-,温度为,T,的平衡态下，,摩尔,刚性理想气体,分子的,内能。,-,温度为,T,的平衡态下，分子的平均平动动能，或单原子分子的平均动能。,18、试指出下列各式所表示的物理意义-温度为T的平,19.,含有,N,个粒子的系统，其速率分布函数如图所示，图中,K,是一待定常数，,1,）写出该系统速率分布函数的表达式；,2,）求速率在,v,0,到,2,v,0,区间的分子数；,3,）由速率分布函数计算系统的速率平均值。,解：,1,）由图知，粒子速率分布函数是：,由归一性质,简便算法：,利用曲线下梯形面积为,1,，得到,19.含有N个粒子的系统，其速率分布函数如图所示，图中K是一,2,）由,有,简便算法：,由图可算出，该范围的曲线下面积占总面积的,1/2,，所以该范围内的粒子数占总数的,1/2,。,3),平均值,简便算法：,由面积的对称性，得到同样结果,2）由有简便算法：3)平均值简便算法：由面积的对称性，得到同,