大学热学习题答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——大学热学习题答案第一章

1.解:(提醒)根据tF=32+9t,当tf=t,时,有

5t=32+9t解得:t=-40

55?C=233.15K

根据tf=32+9t及t=T-273.15,当tf=T时,有T=32+9(T-273.15)

5

?

解得T+574.59K=301.44

C

PPtr2.解(提醒)由定容气体温标T(p)=273.16K(1)300K=273.16K

得

P解得:p=54.5mmHg50mmHg(2)T(p)=273.16K68mmHg=371.5K=98.35

50mmHg?

C

3解(提醒)273.15K=273.16K

P1Ptr273.16k=273.16kP2

Ptr?P1P2

5004解(提醒)T1(p)=273.16734=401.00K

293.4=400.73K202346.68T3(p)=273.16=40067K

100T2(P)=273.16

?由T1T2T3描点

作图可得:T=400.5K

7.解(提醒):由已知得:

温度间隔1的水银柱高度:?l=h2?h1=2mm=0.2cm

100⑴l'=22×2mm=44mm则在室温时.水银柱的长度为:

l=l'+l?=4.4+4.0=8.4cm

⑵溶液的温度T=25.4?4.0=107℃=380.15K

0.211，解（提醒）：根据已知有：t*?㏑（kx）而T(P)=273.16K

P

?P?T(p)Ptr273.16K

⑴若x为定容气体压强，则t*=㏑(kx)=㏑[kT(p)Ptr273.16k]

当t*?273.16根据上式，得:273.16=㏑[k273.16KPtr273.16K]

解得：即k=e273.16T(P)P,.16t*?㏑[e273.T(P)Ptr]=273.16+㏑

trPtr273.16K273.16K⑵冰点：

t*273.151?273.16?㏑

273.16?273.17汽点：t*373.152=273.16+㏑273.16?273.47

⑶若t*?0则e273.16.T273.16?1?T?273.16e273.16?T?0说明t*可存在0度

12.解（提醒）：该过程为等容过程。则有PP1T22?T?1.33atm1?容器壁所受压力F?PS?5.39?103N

13．解（提醒）：该过程为等压过程，?V1V2T?代入数值，得1T2V2?373.15V1323.15,?V2V?115.5％114．解（提醒）：根据PV=const得VP1V12?P?416l2在10atm下消耗氧气体积V'?416?32?384l

Ptr

?V3?P2V2?3840lP3天数n=9.6天即一瓶氧气可用天数为9天。

14.解(提醒)设瓶内原装氧气质量m,重新充气是瓶内剩余氧气的质量为m',每天用氧的质量为m1,根据理想气体状态方程有

P'VMPVM'm=,m=,m1=P1V1MRTRTRT

=9.6(天)

氧气使用天数

m?m'n=

m1(P?P')V=

P1V115.解(提醒)设气压计截面面积为S.初态气泡压强为P1,体积为

V1,末态压强为P2,体积为V2,则P1=768-748=20mmHgV1=80S,V2=[80+(748-734)]S

T不变由P1V1?P2V2得:P2?(V1)P1V2代入数值,得:P2?17mmHg?2.26×103Pa

实际压强P=734+17=751mmHg=9.99×104Pa18.解(提醒)设连通管截面积为S

V1?KS,V2?(K?H)S?P1?L?P?P0?LP2?(L?H)?P0?(L?h)

?P1?P0,P2?P0?H?h根据等温过程.有

P1V1?P2V2?P0KS?(P0?H?h)(K?H)S

解方程,得:H=1[2(P0?K?h)2?4hK?(P0?K?h)]

20．解（提醒），根据理想气体状态方程，得：

Mp?100atm?32?103kg?mol?1?????13kg/m3?2?1?1VRT8.21?10atm?l?mol?k?(273?27)K21．解（提醒）：根据理想气体状态方程PV'?M?RT得M?PV?RT

50?10?2?10?350?10?2?10?3?3??m?m0?m???1.4?10kg?2?28.21?10?(273?7)8.21.?10?(273?17)

23．解（提醒）⑴由理想气体状态方程，有：P1V1?RT1,P1?kV1

p?k?1RT12

?C，有气体加热前后的状态方程为：

2⑵根据PVTP1V1P2V2?T1T2

PVkVV?T2?22T1?22T1?(2)2T1?4T1?800K

P1V1V1kV126．解（提醒）：抽气一次相当于体积V0增加到V0??V。气压则由P0变为P1

抽气机每转一次抽气体体积为?V?根据boylelaw:

P0V0?P1(V0??V)201?st/转40020V0P0V0??VP1V0?P2(V0??V)

得：P1?同理，抽其次次时，气压变为，则有：

?P2?V0V0P1?()2P0V0??VV0??V?(抽N次后，气压Pt为：Pt取对数，得：㏑（

PtP0V0PV0)NP0?t?()NV0??VP0V0??VV0V0??V）=N㏑（）

代入数值得：N=265转

?t?265?0.66分400a)(V?b)?RT,2V31．解（提醒）：由范德瓦尔斯方程(P?a=1.36,b=0.03183代入数据，整理得:T?(P?a)(V?b)V2?341.7KR及

32.解（提醒）：由任意质量的范德瓦尔斯方程

M2aMMM(P?22)(V?b)?RT,????V?V[P?a()2][1?()b]T?

?????R??MRT,T?390K

?398K

PV??33．解（提醒）：由任意质量范德瓦尔斯方程

M2aMM(P?22)(V?b)?RT

???V代入数值：M=1.1kg,?=44×10?3kg/mol,V=20la=3.592,b=0.04267,T=286K,R=8.21?10?2得:P=25.4atm由pv=M?RT,得:P=29.4atm

其次章

1．解（提醒）：由P=nkT，得:

?va?vN?0?v?v0??0?a?f?v????v0?v?2v0?

?N?0?v?2v0????1??dN?Nf?v?dv,则N?

?N???0Nf?v?dv

?v002v0?va1a23dv??adv??0dv?v0?av0?v0a

v02v0v02v02?a?2N3v0?2?在1.5v0~2v0之间的分子数?N??2v01.5v0Nf?v?dv??v002v01.5v0adv?1Nav0?23?3?v??0?vf?v?dv??2v0a2a11vdv??vdv?v0

v0v0NN916．解（提醒）：证：?N0~v?N?v0?m?f?v?dv?N?4???e02?kT??vv?v2v2p?mv22kTv2dv

2=

4N??03v?pev2dv?4???e0v?v???vp??2?????2?vvp?v?p??dv??令x?v,vp?dv?vpdx

??N0~V?4N?dxe?x?xe?x??2x?dx?e?xdx?e?xdx?2x2e?xdx22222????x012e?xv?pxvpdx?24N??X0x2e?xdx2

?xe2?x2dx?21?x2edx?dxe?x2??????N0~4N1?x?x?x2??edx?dxe??0??02???2??=

2N?x?x2?x2?edx?xe???0???=N??2???x0e?xdx?2x222?xe?x????误差系数erf?x????0e?xdx

2?2?x2???N0~v?N?erf?x??xe????若求?Nv~?:?Nv~??N??N0~v=N?N?erf?x????22?xe?x????N?1?erf?x????22?xe?x???26．解（提醒）：对氢分子，t=3,r=2?U平?3RT?3.74?103J2U转?2RT?2.49?103J227．解（提醒）：T=300k,t=3,r=2,s=1

17?t?r?2s?RT?RT?8.73?103J22273UN2?RT?8.73?10J

21M?2??t?r?2s?RT?1RT?4.36?103J1gUH2u417U'N2?RT?3.12?102J

228?1molUH?

第四章

1．解（提醒）????KT2?d2p?10?d?KT2??P?

代入数值，得d?2.74?102．解（提醒）：???而v???m

2KT2?dp代入数值，得??5.80?10?2??8m

8RT??代入数值，得：v?4.54?10ms

?t???v???1.28?10?10s

?3．解（提醒）v?8RT???1,???KT2?dp9?12??RT2?dpN02?Z??v????4d2pN0??RT

代入数值，得：Z?1.96?10s,Z2?1.96?103s?1

?4．解（提醒）：由??p?5.21?104Pa,n?S?KT2?dp2?p?KT2?d2??，代入数值得，

??1.0m?3.80?106次?72.63?10p1.0?10?5?1.33?102?3.22?1017(m?1)6．解（提醒）由n???23RT1.38?10?300由??由v???12?dn2代入数值，得??7.8m此结果超过真空管长度

??8RT??得：Z?v??代入数值，得：Z?60(s?1)

??7．解（提醒）：

（1）将两气体视为理想气体：

???????KT2?dp?2??Ne?Ar?2?dpd?2d2?dNepKTKT2Ar2Ar2Ne?dNe?dAr?Ar?Ne?0.71?2???Ar???'Ar?KT2?dp2Ar???Ar?'Ar??KT22?dp22Ar22?dArp1T2p1?KT1T1p2

?T2p1???Ar代入数值，得?'Ar?3.5?10?7(m)T1p2（3）同理可求

8．解（提醒）（1）由于电子有效直径与气体分子有效直径相比可忽略，则可将电子视为质点。又由于电子运动速率远远大于气体分子平均速率，则可将气体分

子视为静止。

d的气体分子都能与电子相碰2d1?碰撞截面???()2??d224?中心离电子距离??n?ut(2)证明：?Z??n?ut??

????uZ???un?u???1n?12．解（提醒）：根据分子按自由程的分布规律

NN?N0e,得：?eN0???xx???0.2??e???900??e??0?0.2(m)ln0.9根据第8题的结果，有?e???e???1p而?p?nKT?n??nKT4kT4kT?p???pd22?d?

e设工作温度T?320K,有效直径d?3.0?10?10m解得p?2.46?10?4mmHg1???8RTR????v?,v?及p?nKT?nT3??NNPNmp?P???nm??RTRTRT14．解（提醒）?3?RT??3??RT?????3??(1)?p8RT2P2??v?n??d?kT2??P?

(2),(1)代入(2)代入数值得:d?3.05?10?10(m)15．解（提醒）

?1??8RT??K??v?Cv,v?,??nm?n3??N???k??12?d2n2Cv3?NART12Cv2?d???d23?NART1??K

代入数值,得:d?2.23?10?10(m)16．解（提醒）：

1???8RT?3D???D?v?,v??????3D3??8RT????3?1.9?10?d?KT2??P???53.14?32?10?3?1.34?10?7m

8?8.31?273?2.50?10?10(m)19．解（提醒）两筒之间所夹空气，在圆筒径向上有宏观速度梯度du,由于两筒距?很近

dr?du?(R??)?R???(1?)dr?R?由粘滞定律，有圆柱所受粘滞力为：

duR?s????2?Rldr??F?2?