普通物理热学(北京理工大学) 中国大学MOOC作业答案
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作业第一周 热现象与热物理学 第一周 热现象与热物理学 作业
1、 热力学的研究对象是什么？
评分规则: “热力学系统” ，出现“系统”得分。
2、 什么是状态公理？
评分规则: 确定热力学系统状态所需要的独立状态参量的数目等于1加上涉及到的广义准静态功的模式的数目.
作业第二周 热力学第零定律与温度 第二周 热力学第零定律与温度 作业
1、 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点管内时,其中气体的压强为50 mmHg.(1)用温度计测量300 K的温度时，气体的压强是多少?(2) 当气体的压强为68 mmHg时,待测温度是多少?
; (2)
;
2、 在历史上,对摄氏温标是这样规定的；假设测温属性X 随温度t作线性变化,即t=
, 并规定冰点为 t=0℃ ,汽点为 t=100℃，设Xi和Xs分别表示在冰点和汽点时X的值,试求上式中的常数a和b
评分规则: 
作业第三周 麦克斯韦-玻尔兹曼分布I 第三周 麦克斯韦-玻尔兹曼分布I 作业
1、 己知：有N个假想的气体分子,其速率分布如图所示, 
的分子数为零。N，
己知。
求：1. b=? 2.速率在
之间的分子数=? 3.分子的平均速率=?
评分规则: 1. 
2. 
3. 
2、 某气体在温度T = 273K时，压强为
atm, 密度
,求气体分子的方均根速率。
评分规则: 495m/s
作业第四周麦克斯韦-玻尔兹曼分布II 第四周 麦克斯韦-玻尔兹曼分布II 作业
1、 根据麦克斯韦速率分布律， 求分子平动动能处在
区间的概率，其中
，并且分子平均平动动能的最概然值.
评分规则: 
kT/2
2、 2g 氢气与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),求： (1) 氢分子与氦分子的平均平动动能之比(2) 氢气与氦气压强之比(3) 氢气与氦气内能之比
评分规则: (1) 1
(2) 2
(3) 10/3
作业第五周 输运过程的分子动理学基础 第五周 输运过程的分子动理学基础单元作业
1、 实验测得标准状态下氢气的黏滞系数为
,试求氢气的平均自由程和氢分子的有效直径。
评分规则: 根据
，解出
,并将
、
的有关公式代入，得:
又由
可得 
2、 试分析杜瓦瓶隔热的原理。
评分规则: 利用
,得
,即传热系数与压强无关。
当气体极度稀薄，以至于分子的平均自由程
增大到超过容器器壁间距d时，平均自由程不再随密度降低而增大，于是传热系数随压强的降低而减小。
作业第六周 热力学第一定律 I 第六周 热力学第一定律 作业
1、 分别通过下列过程把标准状态下0.014kg氮气压缩为原来体积的一半：（1）等温过程；（2）绝热过程；（3）等压过程.试分别求出在这些过程中气体内能的改变，传递的热量和外界对气体所做的功.设氮气可看作理想气体，且
评分规则: (1) 等温过程作功：A=786J； 吸热：Q=-786J； 内能变化：
一个结果5分
(2) 绝热过程作功：A=906J； 吸热：Q=0； 内能变化：
一个结果5分
(3) 等压过程作功：
； 吸热：
； 内能变化：
.一个结果5分
2、 一个浴盆中放入了100kg水，在焦耳实验的启发下，一个人在浴盆中拼命地用手划水，试图把水变热。假定他的手划动的总距离为140m，所施加的力平均为30牛，如果浴盆与外界是绝热的，则浴盆中水的温度升高多少度？
评分规则: 0.01摄氏度
作业第七周 热力学第一定律II 第七周 热力学第一定律II 作业
1、 热机循环从高温热源获得热量QH，并把热量QL排给低温热源，设高、低温热源的温度分别为TH=1800K，TL=400K，试确定在下列条件下热机是可逆、不可逆或不可能存在（1）QH=900J ， 静功W=800J （2）QH=900J ， QL=200J （2）静功W=1500J ， QL=500J
评分规则: （1）不存在（2）可逆（3）不可逆答对一个10分
作业第八周 热力学第二定律与熵 I 第八周 热力学第二定律与熵I 作业
1、 处于非平衡态下的系统能进行可逆过程吗？
评分规则: 不能。可逆过程必须是准静态过程。
2、 比较准静态过程、可逆过程、循环过程三者之间的区别与联系
评分规则: 准静态过程：过程进行的每一步都是平衡态可逆过程：如果一个过程发生后，可以沿原过程反向进行，并使系统和环境都回到初始状态。循环过程：系统进过一个热力学过程回到初始状态
作业第九周 热力学第二定律与熵 II 第九周 热力学第二定律与熵II作业
1、 一杯0.2kg的热水(100℃)放在空气(20℃)中, 达到热平衡后,杯中水的熵变?水的比热为c=4200J/(kg·K)。
评分规则: -203 J/K
2、 一房间有N个气体分子, 半个房间的分子数为n的热力学概率为
求: (1)系统处于平衡态时的熵? (2)n=0状态与n=N/2状态之间的熵变?
评分规则: （1）
（2） kN/2
作业第六周 热力学第二定律与熵 II 第六周 热力学第二定律与熵II作业
1、 一杯0.2kg的热水(100℃)放在空气(20℃)中, 达到热平衡后,杯中水的熵变?水的比热为c=4200J/(kg·K)。
评分规则: -203 J/K
2、 一房间有N个气体分子, 半个房间的分子数为n的热力学概率为求: (1)系统处于平衡态时的熵? (2)n=0状态与n=N/2状态之间的熵变?
评分规则: （1）
（2） kN/2
作业第三周 热力学第一定律 I 第三周 热力学第一定律 作业
小提示:本节包含奇怪的同名章节内容
1、 分别通过下列过程把标准状态下0.014kg氮气压缩为原来体积的一半：（1）等温过程；（2）绝热过程；（3）等压过程.试分别求出在这些过程中气体内能的改变，传递的热量和外界对气体所做的功.设氮气可看作理想气体，且
评分规则: (1) 等温过程作功：A=786J； 吸热：Q=-786J； 内能变化：一个结果5分
(2) 绝热过程作功：A=906J； 吸热：Q=0； 内能变化：一个结果5分
(3) 等压过程作功：； 吸热：； 内能变化：.一个结果5分
2、 一个浴盆中放入了100kg水，在焦耳实验的启发下，一个人在浴盆中拼命地用手划水，试图把水变热。假定他的手划动的总距离为140m，所施加的力平均为30牛，如果浴盆与外界是绝热的，则浴盆中水的温度升高多少度？
评分规则: 0.01摄氏度
3、 分别通过下列过程把标准状态下0.014kg氮气压缩为原来体积的一半：（1）等温过程；（2）绝热过程；（3）等压过程.试分别求出在这些过程中气体内能的改变，传递的热量和外界对气体所做的功.设氮气可看作理想气体，且
评分规则: (1) 等温过程作功：A=786J； 吸热：Q=-786J； 内能变化：一个结果5分
(2) 绝热过程作功：A=906J； 吸热：Q=0； 内能变化：一个结果5分
(3) 等压过程作功：； 吸热：； 内能变化：.一个结果5分
作业第八周 第5章 麦克斯韦-玻尔兹曼分布II 第八周 麦克斯韦-玻尔兹曼分布II 作业
1、 根据麦克斯韦速率分布律， 求分子平动动能处在区间的概率，其中，并且分子平均平动动能的最概然值.
评分规则:
kT/2
2、 2g 氢气与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),求： (1) 氢分子与氦分子的平均平动动能之比(2) 氢气与氦气压强之比(3) 氢气与氦气内能之比
评分规则: (1) 1
(2) 2
(3) 10/3
作业第九周 第6章 输运过程的分子动理学基础 第九周 输运过程的分子动理学基础单元作业
1、 实验测得标准状态下氢气的黏滞系数为,试求氢气的平均自由程和氢分子的有效直径。
评分规则: 根据，解出,并将、的有关公式代入，得:
又由可得
2、 试分析杜瓦瓶隔热的原理。
评分规则: 利用,得,即传热系数与压强无关。
当气体极度稀薄，以至于分子的平均自由程增大到超过容器器壁间距d时，平均自由程不再随密度降低而增大，于是传热系数随压强的降低而减小。
作业第七周 第5章 麦克斯韦-玻尔兹曼分布I 第七周 麦克斯韦-玻尔兹曼分布I 作业
1、 己知：有N个假想的气体分子,其速率分布如图所示, 的分子数为零。N，己知。求：1. b=? 2.速率在之间的分子数=? 3.分子的平均速率=?
评分规则: 1.
2.
3.
2、 某气体在温度T = 273K时，压强为atm, 密度,求气体分子的方均根速率。
评分规则: 495m/s
作业第五周 热力学第二定律与熵 I 第五周 热力学第二定律与熵I 作业
1、 处于非平衡态下的系统能进行可逆过程吗？
评分规则: 不能。可逆过程必须是准静态过程。
2、 比较准静态过程、可逆过程、循环过程三者之间的区别与联系
评分规则: 准静态过程：过程进行的每一步都是平衡态可逆过程：如果一个过程发生后，可以沿原过程反向进行，并使系统和环境都回到初始状态。循环过程：系统进过一个热力学过程回到初始状态
作业第四周 热力学第一定律II 第四周 热力学第一定律II 作业
1、 热机循环从高温热源获得热量QH，并把热量QL排给低温热源，设高、低温热源的温度分别为TH=1800K，TL=400K，试确定在下列条件下热机是可逆、不可逆或不可能存在（1）QH=900J ， 静功W=800J （2）QH=900J ， QL=200J （2）静功W=1500J ， QL=500J
评分规则: （1）不存在（2）可逆（3）不可逆答对一个10分
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