热学习题集答案-1

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1、第一章热学基本概念和物质聚集态一．填空题1、273.162、22.43、6000，154、108，10－85、处于同一热平衡态6、热平衡态7、平动、振动8、测温属性及测温属性随温度变化关系、标准点9、273.16k，冰、水及水蒸气10、振幅，平均距离11、自由活动的空间12、引力，斥力13、斥力，引力14、1mol气体分子做无规则热运动时所占据的空间15、不做功，不传热16、10-9～10-10m17、3218、4.58，273.1619、温度，大气压强20、保持不变21、1.87x101722、无，有23、原子24、二元单，单元二25、气液二相界面

2、26、熔点二．概念与定理定律解释1、热现象是与温度有关的宏观物理现象2、系统在没有外界影响的条件下，系统间的热传递不再进行3、在没有外界影响的条件下，系统A分别与系统B、C处于同一热平衡态，则B与C二系统也处于同一热平衡态；热力学第零定律为温度概念的建立奠定了实验基础，说明了处于同一热平衡态的系统具有共同的宏观性质.4、温度是描述系统热平衡态的宏观性质，处于同一热平衡态的系统具有同一的温度5、选择测温物质、确定测温属性及测温属性随温度变化关系、定义标准点6、在P③→0极限情况下，所测定的温度值是相同的，不依赖于测温气体和测温属性的选择7、大量分子永不

3、停息的无规则运动，运动的剧烈程度与温度有关8、物质的聚集形态，主要包括固态、液态、气态和等离子态9、系统中物质的物理、化学性质均匀一致的部分10、系统在外界影响下，物理性质（P、T）发生了变化，改变了物质结构11、相变过程中发生了相变潜热和体积突变12、相变过程中，系统与外界发生了热量传递时，温度保持不变，该部分热量用于改变物质结构13、Brown运动是液体分子无规则运动对花粉小颗粒碰撞的结果三．论述题1、在0℃～4℃之间，H2O中仍有大量的H键存在。由于H键的缘故，水吸收热量，温度升高，同时有H键断裂，分子间距减小，水的密度变大，使得水在0℃～4℃

4、之间出现热缩冷胀。2、风大，表示空气分子整体的定向运动速度大，是由于空气局部压强不同造成的宏观气流。寒冷表示空气分子的热运动动能小、速度小。前者是机械运动，使力学效果；后者是热运动，是大量分子的统计结果。3、实验曲线表明：不同的经验温标，测定同一系统的温度值一般不同，这种经验温标与测温物质以及测温属性的选择有关。在测温气体无限稀薄的极限情况下，所有测温气体的定体气体温标和定压气体温标都趋于共同的极限值，不依赖于测温气体的个性（测温物质、测温属性的选择）。4、分子无规则热运动的动能使分子趋于离散状态；分子间的相互作用势能对分子有束缚作用，使分子趋于聚集

5、状态。当温度较高时，分子热运动的动能远大于分子间的相互作用势能，分子无规则热运动破坏了分子力的束缚作用，物质处于气态。当温度较低时，分子无规则热运动的动能小于分子间的相互作用势能，分子的总能量小于零，呈束缚态，分子只能在平衡位置做微小的振动，物质处于凝聚态（液态或固态）。5、CO2三相图所示的相变规律可以看出，在室温下，干冰在压强是56atm以上时处于液态。当压强减小到1atm时，CO2一定是迅速汽化。在汽化过程中吸收大量热，致使环境周围冷却。四．综合题（必要的说明和数学过程）1、P=nkT，n=P/kT＝2.45×1025／m3，=1.3kg/m3

6、2、ρ=mn，m=ρ/n=5.31×10－26kg（3、标准状态下，T0＝273K，T1＝20℃＝293K；ρ1、ρ2表示气球内外的空气密度由于热气球内外的压强平衡，根据理想气体状态方程：，，则有：ρ1=ρ0T0/T1，ρ2=ρ0T0/T2(ρ1-ρ2)Vg=Mg，T2＝357K（84℃）4、Clapeyron方程：=Λmol/T(Vβmol－Vαol)由于气体比容Vβmol远大于液体Vαmol可以改为：=Λmol/TVβmol则有：=△P/△T=（0.770-0.760）/△T=（1.03-1.01）x105/△T△T＝0.47K，T=373.62

7、K5、混合气体中各组分的体积百分比是指每种组分单独处在与混合气体相同的压强和温度的状态下，其体积占混合气体总体积的比。混合理想气体状态方程：混合理想气体状态方程：计算的质量比分别为：75.3％，23.2％，1.4％，标准状态下空气P＝1atm，T=273k，ρ=1.29g/L6、，Mmol=29.0g/mol,ρ=1.29g/L7、由于气体比容Vβmol远大于液体Vαol，Clapeyron方程：=Λmol/T(Vβmol-Vαol)，可以改为：=Λmol/TVβmol；再利用理想气体状态方程PV=Mmol/mRT，则有：Λmol=RT2/PMmol

8、，其中=△P/△T=（0.734-0.808）/[-20.5-（-19.5）]T=253K，P=0.770m