熱學(xué)習(xí)題集答案-1參考資料

1、肀第一章 熱學(xué)基本概念和物質(zhì)聚集態(tài)填空題273.16薃2、22.46000， 15108，108處于同一熱平衡態(tài)蚃6、熱平衡態(tài)平動、振動測溫屬性及測溫屬性隨溫度變化關(guān)系、標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)273.16k ，冰、水及水蒸氣螃10、振幅，平均距離肈 11 、自由活動的空間蒅 12 、引力，斥力螅 13 、斥力，引力袃14、1mol氣體分子做無規(guī)則熱運(yùn)動時所占據(jù)的空間葿1 5 、不做功，不傳熱膇16、-9 -1010 10 m蒄17、32袃18、4.58 ， 273.1 6袀 19、溫度，大氣壓強(qiáng)蚅 20 、保持不變芃 21 、 1.87x10 17羂 22 、無，有芁 23 、原子莇 24 、二元單，單元二芆

2、 25、氣液二相界面肂 26 、熔點(diǎn)莈二概念與定理定律解釋聿1、熱現(xiàn)象是與溫度有關(guān)的宏觀物理現(xiàn)象肅2、系統(tǒng)在沒有外界影響的條件下，系統(tǒng)間的熱傳遞不再進(jìn)行膂3、在沒有外界影響的條件下，系統(tǒng)A分別與系統(tǒng) B C處于同一熱平衡態(tài)，則 B與C二系統(tǒng)也處于同一熱平衡態(tài)；熱力學(xué)第零定律為溫度概念的建立奠定了實驗基礎(chǔ)，說明了處于同一熱平衡態(tài)的系統(tǒng)具有共同 的宏觀性質(zhì) .溫度是描述系統(tǒng)熱平衡態(tài)的宏觀性質(zhì)，處于同一熱平衡態(tài)的系統(tǒng)具有同一的溫度選擇測溫物質(zhì)、確定測溫屬性及測溫屬性隨溫度變化關(guān)系、定義標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)節(jié)7、在P70極限情況下，所測定的溫度值是相同的，不依賴于測溫氣體和測溫屬性的選擇大量分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動

3、，運(yùn)動的劇烈程度與溫度有關(guān)物質(zhì)的聚集形態(tài)，主要包括固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和等離子態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)均勻一致的部分薃10、系統(tǒng)在外界影響下，物理性質(zhì)（P、T）發(fā)生了變化，改變了物質(zhì)結(jié)構(gòu)莂11、相變過程中發(fā)生了相變潛熱和體積突變薀 12、相變過程中，系統(tǒng)與外界發(fā)生了熱量傳遞時，溫度保持不變，該部分熱量用于改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)螆13、Brown運(yùn)動是液體分子無規(guī)則運(yùn)動對花粉小顆粒碰撞的結(jié)果蚅三論述題蒂1、在0C4C之間，H2O中仍有大量的H鍵存在。 由于H鍵的緣故，水吸收熱量，溫度升高，同時有 H 鍵斷裂，分子間距減小，水的密度變大，使得水在0C4C之間出現(xiàn)熱縮冷脹。螇2、風(fēng)大，表示空氣分子整體的定向運(yùn)

4、動速度大，是由于空氣局部壓強(qiáng)不同造成的宏觀氣流。寒冷表示空氣分子的熱運(yùn)動動能小、速度小。前者是機(jī)械運(yùn)動，使力學(xué)效果；后者是熱運(yùn)動，是大量分子的統(tǒng)計結(jié) 杲。蒈3、實驗曲線表明：不同的經(jīng)驗溫標(biāo)，測定同一系統(tǒng)的溫度值一般不同，這種經(jīng)驗溫標(biāo)與測溫物質(zhì)以及測 溫屬性的選擇有關(guān)。莄在測溫氣體無限稀薄的極限情況下，所有測溫氣體的定體氣體溫標(biāo)和定壓氣體溫標(biāo)都趨于共同的極限 值，不依賴于測溫氣體的個性（測溫物質(zhì)、測溫屬性的選擇）蒂4、分子無規(guī)則熱運(yùn)動的動能使分子趨于離散狀態(tài)；分子間的相互作用勢能對分子有束縛作用，使分子趨 于聚集狀態(tài)。膈當(dāng)溫度較高時，分子熱運(yùn)動的動能遠(yuǎn)大于分子間的相互作用勢能，分子無規(guī)則熱運(yùn)動破

5、壞了分子力的 束縛作用，物質(zhì)處于氣態(tài)。當(dāng)溫度較低時，分子無規(guī)則熱運(yùn)動的動能小于分子間的相互作用勢能，分子的 總能量小于零，呈束縛態(tài)，分子只能在平衡位置做微小的振動，物質(zhì)處于凝聚態(tài)（液態(tài)或固態(tài)）祎5、CO三相圖所示的相變規(guī)律可以看出，在室溫下，干冰在壓強(qiáng)是56atm以上時處于液態(tài)。當(dāng)壓強(qiáng)減小到1atm時，CO 定是迅速汽化。在汽化過程中吸收大量熱，致使環(huán)境周圍冷卻。膃四.綜合題（必要的說明和數(shù)學(xué)過程）薁 1、P = nkT , n = P/kT=2.45 X1025/ mf蕿PV-RTM mol込=1.3 kg/m 3RT薈2、p93.4410 m (26=m n , m = p /n = 5.

6、31 x 10 kg蟻3、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，T0= 273K, T1= 20C= 293K; p 1、p 2表示氣球內(nèi)外的空氣密度羀由于熱氣球內(nèi)外的壓強(qiáng)平衡，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:pV 島rt, pRT ”，則有：P 1=P gTc/T 1，P 2= P 0T0/T 2肆(p 1- p 2)Vg=Mg, T2= 357K (84 C)羅4、Clapeyron 方程：dP=A mol/T(V b “一 V“ol)dT螁由于氣體比容Vb m01遠(yuǎn)大于液體Va m01莁可以改為：dP = A mol/TV嚴(yán)dT螈則有：P= P/ TdT螄=(0.770-0.760 ) / T袁=(1.03-1.01 )x

7、105/ T T = 0.47K , T=373.62K其體芆5、混合氣體中各組分的體積百分比是指每種組分單獨(dú)處在與混合氣體相同的壓強(qiáng)和溫度的狀態(tài)下, 積占混合氣體總體積的比。蒃混合理想氣體狀態(tài)方程:PV羈混合理想氣體狀態(tài)方程:PViMiM imolVi衿:MM V羇計算的質(zhì)量比分別為：75.3 %, 23.2 %, 1.4 %PM mol=1.29g/L，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣 P= 1atm, T=273k, pRTMiMmolPMmolRT1 ( M1M (mJ1M mo=29.0g/mol, p =1.29g/L由于氣體比容 Vb mo1遠(yuǎn)大于液體 Vaol, Clapeyron芄生=A mo

8、7T(V b mol-V a)，可以改為：生=A mol/TV bdTdTm2MpM3 )M 3mol方程:mol肁再利用理想氣體狀態(tài)方程PV= MT/m RT,則有：A mol= RT2/PMT1dpdT蝕其中 dP= P/ T= ( 0.734-0.808 ) /-20.5-(-19.5 )dT腿T=253K, P=0.770mmHg A mol=2.84x10 6J/kg肅 8、mV/2-GMm/R=0賺 VEm=(2GMi/R =5.0x10 3m/s肁 Vrms,co2=(8RT/ n MT) 2=3.40x10 /s3薅 Vrms,H2=1.59x10 m/s膆計算表明，f分子中具

9、有逃逸速率的分子數(shù)遠(yuǎn)大于CQ分子，因而，火星表面大氣中主要成分是CQ,而H2的含量極少。芀9、t aPdbPs Pb , t=0 C , P=Pi=0.400atm, t=100 C, P=Ps=0.546atm100P , t=-205.50 C, P =1.049atmPsP芇 10、P=767.5mmHg, V=150cm, P 水蒸氣=17.5mmHg裊P=P反應(yīng)氣體+ P水蒸氣，P反應(yīng)氣體xV= PxV干燥，V干燥=147cm莀11、加熱前分子數(shù)為 N1,加熱后分子數(shù)為N2蕿N1RVkT1N2P2VkT2P2VPiVkT 2kT 1P2 V18=1.8910 18kT 2蒀12、如圖

10、所示，B點(diǎn)時開始液化，A點(diǎn)液化結(jié)束凹76.75 10-3m3, Vl0.027 31.5010-5m31.8 103VlVg蕆VlL (V -Vg ) G MVl蒃1.2810-5m39.8710-4m3Vg以下無正文僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。For P ersonal use only in study and research; not for commercial use.僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途。Nur f u r den pers?nlichen fu r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.僅供個