熱學小結一.

基本概念1.平衡態(tài)、準靜態(tài)過程、可逆與不可逆過程2.系統(tǒng)(工質)、孤立系統(tǒng)、絕熱系統(tǒng)3.平衡態(tài)參量：P、V

、T、E、S…4.理想氣體模型二.

宏觀量與微觀量關系(氣體動理論)1.

P和T微觀本質？1

.2.

和E分子平均能量系統(tǒng)內能狀態(tài)函數(shù)單原子(平)i=3剛性雙原子i=5(平+轉)M氏分布—自由粒子分子速率按動能分布(1)

物理意義：、、、、2

.(2)—mTv分析—不同相同氣體溫度氣體溫度分布情況(3)

三種統(tǒng)計速率vPvrmsv(4)

和影響本質因素？3

.（5）B氏分布，重力場中等溫氣壓公式三.

熱力學規(guī)律1.物態(tài)方程理想氣體定量平衡態(tài)：兩平衡態(tài)：或或簡化形式(過程方程)常見過程另:絕熱過程過程方程2.熱一定律元過程常見過程簡化形式4

.3.W、Q、E一般性計算與過程有關—與過程無關5

.4.常見過程計算常見過程等體等壓等溫直線絕熱000“面積”式中6

.4.循環(huán)過程熱機致冷機卡諾循環(huán)四.

熱二定律與熵1.幾種表述開氏克氏統(tǒng)計熱傳導不可逆性熱功轉換不可逆性自發(fā)過程(W

小W

大)方向性7

.2.熵—態(tài)函數(shù)—描述系統(tǒng)無序性克氏熵(熱力學)(設計可逆過程計算)≥孤立系統(tǒng)>0不可逆過程=0可逆過程玻氏熵(廣義)、3.熵增加原理不可逆過程判斷相互8

.1、某剛性原子理想氣體，溫度為T，在平衡狀態(tài)下，下列各式的意義.分子的平均平動動能雙原子分子的平均轉動動能雙原子分子的平均總動能1摩爾單原子氣體分子的內能(1)

—(2)

—(3)

—(4)

—(5)

—m千克三原子氣體的內能討論題與選擇題9

.2、容器中裝有理想氣體，容器以速率v運動，當容器突然停止，則容器溫度將升高。

討論：

設容器中氣體質量為m，有

若有兩個容器，一個裝有He，另一裝有H2氣，如果它們以相同速率運動，當它們突然停止時，哪一個容器的溫度上升較高?！嘤捎冢摇?0

.3、說明下列各式的物理意義

因為,即為速率間隔為內分子數(shù)占總分子數(shù)的比率（概率）

因為即表示處在速率區(qū)間v→v+dv內的分子數(shù)

表示速率間隔之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率．(3)(2)(1)(理想氣體在平衡態(tài)下)11

.(４)表示分子平動動能的平均值。(５)速率間隔內分子的平均速率的表示式是什么？速率大于vp的分子的平均速率表示式時什么？

由平均速率定義：＝12

.4、如圖所示的速率分布曲線，哪一圖中的兩條曲線表示同一溫度下氮氣和氧氣的分子速率分布曲線？哪條曲線為氧氣？

(A)(B)(C)(D)O2[B]13

.5.在恒定不變的壓強下，氣體分子的平均碰撞頻率與氣體的熱力學溫度T的關系為(A)與T無關。(B)與成正比。(C)與

成反比。(D)與T

成正比。[C]14

.[D]6.容器中儲有定量理想氣體,溫度為T,分子質量為m,則分子速度在x方向的分量的平均值為:（根據(jù)理想氣體分子模型和統(tǒng)計假設討論）（A）（C）（B）（D）15

.[C]8.一定量的理想氣體,經歷某過程后,它的溫度升高了.則根據(jù)熱力學定律可以斷定：(1)

該理想氣體系統(tǒng)在此過程中吸了熱．(2)

在此過程中外界對該理想氣體系統(tǒng)作了正功.(3)

該理想氣體系統(tǒng)的內能增加了．(4)

在此過程中理想氣體系統(tǒng)既從外界吸了熱,又對外作了正功．以上正確的斷言是：(A)(1)、(3).

(B)(2)、(3).(C)(3).

(D)(3)、(4).

18

.9.一定量某理想氣體所經歷的循環(huán)過程是：從初態(tài)（V0，T0）開始，先經絕熱膨脹使其體積增大1倍，再經等容升溫回復到初態(tài)溫度T0，最后經等溫過程使其體積回復為V0，則氣體在此循環(huán)過程中：（A）內能增加了；（B）從外界凈吸的熱量為正值。（C）對外作的凈功為正值；（D）對外作的凈功為負值；[D]19

.[A

]10.一定量的理想氣體從體積V1膨脹到體積V2分別經歷的過程是：AB等壓過程；AC等溫過程；AD絕熱過程,其中吸熱最多的過程。（A）是AB

；（B）是A

C;（C）是AD

；（D）既是AB也是AC,兩過程吸熱一樣多。20

.計算題1.容器中儲有氧氣壓強P=2.026×105pa

溫度t=27℃,若分子的有效直徑

d=3.0×10-10m

計算:(1)單位體積中分子數(shù)n;(2)分子間的平均距離l;(3)氧分子質量;(4)平均速率;(5)分子的平均動能;(6)分子平均碰撞次數(shù)。l=(1/n)^(1/3)=2.75×10-9mn=4.8×1025m-3v=4.47×102m/s-1εk

=5kT/2=1.04×10-20JZ=8.57×109s-121

.

解

先計算該分子的自由度i,

即有

i

=

5

自由度，為雙原子剛性氣體分子，其中轉動自由度為2，所以,由能量均分定理得2.某種理想氣體的定壓摩爾熱容量

求該氣體分子在T=273K時的平均轉動動能；因22

.3.已知平衡態(tài)下的N個粒子系統(tǒng),其速率分布曲線如圖，求(１)速率在間的粒子數(shù)。(２)速率分布函數(shù)的極大值為多少?(1)圖示知，在速率間隔中，曲線下的面積是總面積的一半，所以區(qū)間內的粒子數(shù)是總粒子數(shù)的一半。(2)由歸一化條件,其總面積∴解:23

.4.如圖一金屬圓筒中盛有2mol的氮氣（視為理想氣體），用可動活塞封住，圓筒侵在冰水混合物中。迅速推動活塞，使氣體從標準位置（活塞位置A）壓縮到體積為原來的1/2的狀態(tài)（活塞位置B），然后維持活塞不動，待氣體溫度下降至0℃，再讓活塞緩慢上升到位置A，完成一次循環(huán)。（λ冰=3.35×105J·Kg-1）（1）試在P--V

上畫出相應的理想循環(huán)曲線；（2）若作80次循環(huán)放出的總熱量全部用來溶解冰，則有多少冰被溶化？冰水混合物AB24

.解

(1)理想循環(huán)曲線如圖。(T1)(T2)(T1)(2)等體過程放熱等溫過程吸熱絕熱過程γ=1.4系統(tǒng)循環(huán)一次放出的凈熱量溶解冰的質量25

.7.（1）夏季的致冷空調，須將室內熱量排到室外設為，若室內溫度為室外溫度為，求該致冷機所需最小功率。（2）冬天將致冷機換向，使他從室外取熱傳入室內,若室外溫度為，室內保持，仍然用上面的空調所耗功率，則每秒傳入室內的熱量是多少？28

.

1

在一密閉容器內，儲有A、B、C三種理想氣體，A氣體的分子數(shù)密度為n1，它產生的壓強為p1，B氣體的分子數(shù)密度為2n1，C氣體的分子數(shù)密度為3n1，則混合氣體的壓強為（A）3p1

（B）4p1

（C）5p1

（D）6p1

解p=p1+p2+p3=n1kT+2n1kT+3n1kT=6n1kT=6p1解2

室內生起爐子后，溫度從15oC上升到27oC，設升溫過程中，室內的氣壓保持不變，問升溫后室內分子數(shù)減少了百分之幾？3

一容器內儲有氧氣，溫度為27oC，