天津大学TJU大物题库(2)

4057A（3’）有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分隔成两边，如果其中的一边装有0.1kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边应装入同一温度的氧气质量为

（A）kg （B）0.8kg （C）1.6kg （D）3.2kg

**[C]**

4059B（5’）两个容器容积相等，分别储有相同质量的N2和O2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为30K，当水银滴在正中不动时，N2和O2的温度为TN2= ______ ，TO2= ______ .

（N2气的摩尔质量Mmol=28×10-3kg/mol）

**210K；240K**

4059B（5’）两个容器容积相等，分别储有相同质量的N2和O2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为30K，当水银滴在正中不动时，N2和O2的温度为TN2= ______ ，TO2= ______ .

（N2气的摩尔质量Mmol=28×10-3kg/mol）

**210K；240K**

4060B（3’）有容积不同的A、B两个容器，A中装有单原子分子理想气体，B中装有双原子分子理想气体，若两种气体的压强相同，那么，这两种气体的单位体积的内能和的关系

（A）为<

（B）为>

（C）为=

（D）不能确定

**A**

4062B（10’）两个相同的容器装有氢气，以一细玻璃管相连通，管中用一滴水银作活塞，如图所示，当左边容器的温度为0℃，而右边容器的温度为20℃时，水银滴刚好在管的中央，试问，当左边容器由0℃增到5℃，而右边容器温度由20℃增到30℃时，水银滴是否会移动，如何移动？

**解：水银滴平衡即，，，0.984 7<1；左移。**

4064B（5’）容器中储有1mol的氮气，压强为1.33Pa，温度为7℃，则

（1）1m3中氮气的分子数为 ______ ；

（2）容器中的氮气的密度为 ______ ；

（3）1m3中氮分子的总平动动能为 ______ .

（玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J/K）

**3.44×1020；1.6×10-5kg/m3；2J**

4065B（5’）黄绿光的波长5000（1=10-10m），理想气体在标准状态下，以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子？（玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K）

**分子数密度个/m3；以5000为边长分子数有N=nV=3.36×106个. **

4067B（5’）储有氢气的容器以某速度v作定向运动，假设该容器突然停止，全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，此时容器中气体的温度上升0.7K，求容器作定向运动的速度v= ______ ，容器中气体分子的平均平动动能增加了______ J .

（摩尔气体常量R=8.31J/mol·K，玻尔兹曼常量k=1.38×10-23J/k）

** 121；2.4×10-23 **

4069B（5’）容积为10L的盒子以速率v=200m/s匀速运动，容器中充有质量为50g，温度为18℃的氢气，设盒子突然停止，全部定向运动的动能都变为气体分子热运动的动能，容器与外界没有热量交换，则达到热平衡后氢气的温度增加了 K，氢气的压强增加了 _ Pa .

（R=8.31J/mol·K，氢气分子可视为刚性分子）

**1.93； 4×104 **

4070B（10’）容积为20.0L的瓶子以速率v=200m/s匀速运动，瓶子中充有质量为100g的氦气，设瓶子突然停止，且气体分子全部定向运动的动能都变为热运动动能，瓶子与外界没有热量交换，求热平衡后氦气的温度、压强、内能及氦气分子的平均动能各增加多少？

（R=8.31J/mol·K，k=1.38×10-23J/K）

**解：He摩尔质量为4g/mol，100g为25mol，

，则6.42K，=6.67×104Pa，内能为 2 000J，

动能 1.33×10-22J . **

4072A（5’）2g氢气和2g氦气分别装在两个容积相同的封闭容器内，温度也相同。（氢气分子视为刚性双原子分子）

（1）氢分子与氮分子的平均平动动能之比= ______ ；

（2）氢气与氦气分子压强之比= ______ ；

（3）氢气与氮气内能之比= ______ .

** 1；2；10/3 **

4074B（5’）在容积为V的容器内，同时盛有质量为M1和质量为M2的两种单原子分子的理想气体，已知此混合气体处于平衡状态时它们的内能相等，且均为E，则混合气体压强p= ______ ；两种分子的平均速率之比/= ______ .

**；；提示：内能相等→摩尔数相等→= 摩尔质量比**

4076B（10’）一密封房间的体积为5×3×3m3，室温为20℃，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少？如果气体的温度升高1.0K，而体积不变，则气体的内能变化多少？气体分子的方均根速率增加多少？

（已知空气的密度，摩尔质量Mmol=29×10-3kg/mol，且空气分子可视为是刚性双原子分子，摩尔气体常量R=8.31J/mol·K）

**解：由 ，，

J .

J， m/s . **

4077B（10’）有2×10-3m3刚性双原子分子理想气体，其内能6.75×102J，

（1）试求气体的压强；

（2）设分子总数为5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度。

（玻尔兹曼常数k=1.38×10-23J/K）

**解：（1）设分子数为N，则内能 ， ，Pa，

（2）由，J .

，K .**

4083A（5’）一定量的理想气体处于热动平衡状态时，此热力学系统的不随时间变化的三个宏观量是 ______，而随时间不断变化的微观量是 ______ 。

**体积、温度和压强；分子的运动速度（分子运动速度、分子的动量、分子的动能）**

4084A（3’）图（a）、（b）、（c）各表示联接在一起的两个循环过程，其中（c）图是两个半径相等的圆构成的两个循环过程，图（a）和（b）则为半径不等的两个圆，那么：

（A）图（a）总净功为负，图（b）总净功为正，图（c）总净功为零；

（B）图（a）总净功为负，图（b）总净功为负，图（c）总净功为正；

（C）图（a）总净功为负，图（b）总净功为负，图（c）总净功为零；

（D）图（a）总净功为正，图（b）总净功为正，图（c）总净功为负。

**[C]**

图（a） 图（b） 图（c）

**C**

4087A（5’）不规则地搅拌盛于良好绝热容器中的液体，液体温度在升高，若将液体看作系统，则：

（1）外界传给系统的热量 ______ 零；

（2）外界对系统作的功 ______ 零；

（3）系统的内能的增量 ______ 零。

（填大于，等于，小于）

**等于；大于；大于 **

4093B（5’）一气缸内贮有10mol的单原子分子理想气体，在压缩过程中外界作功209J，气体升温1K，此过程中气体内能增量为 ______ ，外界传给气体的热量为 ______ .

**124.7J；-84.3J **

4097B（10’）1mol理想气体在T1=400K的高温过热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400K的等温线上起始体积为V1=0.001m3，终止体积为V2=0.005m3 ，试求此气体在每一循环中

（1）从高温热源吸收的热量Q1 ；

（2）气体所作的净功A；

（3）气体传给低温热源的热量Q2 .

**=5.35×103J；1.34×103J；4.01×103J .

4102A（10’）温度为25℃、压强为1atm的1mol刚性双原子分子理想气体，以等温过程体积膨胀至原来的3倍。

（1）计算这个过程中气体对外所作的功；

（2）假若气体经绝热过程体积膨胀为原来3倍，那么气体对外作的功又是多少？

（R=8.31J/mol·K ln3=1.098 6）

**解：2.72×103J；2.20×103J **

4103B（3’）一定质量的理想气体完成一循环过程，此过程在V-T图中用图线1→2→3→1描写，该气体在循环过程中吸热、放热的情况是

（A）在1→2、3→1过程吸热；在2→3过程放热；

（B）在2→3过程吸热；在1→2、3→1过程放热；

（C）在1→2过程吸热；在2→3、3→1过程放热；

（D）在2→3、3→1过程吸热；在1→2过程放热。

**[C]**

4104A（10’）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TA=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）

**解：（1）C→A 等容 TC =100K；

B→C 等压 TB=300K .

（2）A→B作功A1=400J，B→C作功A2=-200J，C→A作功A3=0

（3）总功A=200J；总吸热Q=200J

4106C（3’）一定量的理想气体分别由初态a经①过程ab和由初态a’经②过程a’cb到达相同的终态b，如p-T图所示，则两个过程中气体从外界吸收的热量Q1、Q2的关系为

（A）Q1<0，Q1>Q2

（B）Q1>0，Q1>Q2

（C）Q1<0，Q1

（D）Q1>0，Q1

**[B]

提示： **

4107A（10’）一定量的单原子分子理想气体，从初态A出发，沿图示直线过程变到另一状态B，又经过等容、等压过程回到状态A .（1）求A→B、B→C、C→A各过程中系统对外所作的功A、内能的增量以及所吸收的热量Q .

（2）整个循环过程中系统对外所作的总功以及从外界吸收的总热量（各过程吸热的代数和）。

**解：（1）A→B，J，J，Q1=950J；

B→C，，J，Q2=–600J；

C→A，100J，J，Q3=–250J；

（2）A=A1+A2+A3=100J；Q=Q1+Q2+Q3=100J**

4109B（5’）一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J，若此种气体为单原子分子气体，则该过程中需吸热 ______ J；若为双原子分子气体，则需吸热 ______ J .

**500；700 **

4110B（10’）如图所示，abcda为1mol单原子分子理想气体的循环过程，求：（1）气体循环一次，在吸热过程中从外界共吸收的热量；（2）气体循环一次对外做的净功；（3）证明Ta·Tc=Tb·Td

**解：（1）ab、bc吸热800J ；

（2）循环作功 A=100J；

（3）Ta·Tc=12×104/R2 ，Tb·Td=12×104/R2 证毕**

4112B（10’）汽缸内有2mol氦气，初始温度为27℃，体积为20L，先将氦气定压膨胀，直至体积加倍，然后绝热膨胀，直至回复初温为止，若把氦气视为理想气体，试求：

（1）在p-V图上大致画出气体的状态变化过程；

（2）在这过程中氦气吸热多少？

（3）氦气的内能变化多少？

（4）氦气所作的总功是多少？

**解：（1）

（2）AB吸热，因为TC=300K，TA=300K，TB=600K，=2，

1.25×104J；

（3）0；

（4）1.25×104J **

4113B（10’）1mol氦气作如图所示的可逆循环过程，其中ab和cd是绝热过程，bc和da为等容过程，已知V1=16.4L，V2=32.8L，pa=1atm，pb=3.12atm，pc=4atm，pd=1.26atm，试求：（1）Ta=?，Tb=?，Tc=?，Td=?

（2）Ec=?

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