热学部分习题的参考答案.docx

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热学部分习题的参考答案

“热学”课程第一章作业习题

说明：

“热学”课程作业习题全部采用教科书（李椿，章立源，钱尚武编《热学》）里各章内的习题。

第一章习题：

1，2，3[1]，4，5，6，8，10，11，20，24[2]，25[2]，26[2]，27，28，29，30，31，32，33.

注：

[1]与在水的三相点时

[2]设为等温过程

第一章部分习题的参考答案

1.

（1）–40;

（2）574.5875;

（3）不可能.

2.

（1）54.9mmHg;

（2）371K.

3.0.99996.

4.400.574.

5.272.9.

6.a=[100／（Xs–Xi）]（C／[X]）,b=–[100Xi／（Xs–Xi）]C,其中的[X]代表测温性质X的单位.

8.

（1）–205C;

（2）1.049atm.

10.0.8731cm,3.7165cm.

11.

（1）[略];

（2）273.16,273.47;

（3）不存在0度.

20.13.0kgm-3.

24.由教科书137页公式可得p=3.8710-3mmHg.

25.846kgm-3.

26.40.3s（若抽气机每旋转1次可抽气1次）或40.0s（若抽气机每旋转1次可抽气2次,可参阅教科书132页）.

27.28.9,1.29kgm-3.

28.氮气的分压强为2.5atm,氧气的分压强为1.0atm,混合气体的压强为3.5atm.

29.146.6cm-3.

30.7.15910-3atm,71.59atm,7159atm;4.87110-4atm,4.871atm,487.1atm.

31.341.9K.

32.397.8K.

33.用范德瓦耳斯方程计算得25.39atm,用理想气体物态方程计算得29.35atm.

“热学”课程第二章作业习题

第二章习题：

1，3，4，5，6，7，8，9[3]，10，11，12，13[4]，16，17，18，19，20.

注：

[3]设为绝热容器

[4]地球和月球表面的逃逸速度分别等于11.2kms-1和2.38kms-1

第二章部分习题的参考答案

1.3.22103cm-3.

3.1.891018.

4.2.3310-2Pa.

5.

（1）2.451025m-3;

（2）1.30kgm-3;

（3）5.3210-26kg;

（4）3.4410-9m;

（5）6.2110-21J.

6.3.8810-2eV,7.73106K.

7.301K.

8.5.4410-21J.

9.6.42K,6.87104Pa（若用范德瓦耳斯方程计算）或6.67104Pa（若用理想气体物态方程计算）.

10.

（1）10.0ms-1;

（2）7.91ms-1;

（3）7.07ms-1

11.

（1）1.92103ms-1;

（2）483ms-1;

（3）193ms-1.

12.

（1）485ms-1;

（2）28.9,可能是含有水蒸气的潮湿空气.

13.1.02104K,1.61105K;459K,7.27103K.

16.

（1）1.971025m-3或2.001025m-3;

（2）由教科书81页公式可得3.261027m-2或3.311027m-2;

（3）3.261027m-2或3.311027m-2;

（4）7.7210-21J,6.7310-20J.

17.由教科书81页公式可得9.2610-6gcm-2s-1.

18.2.93310-10m.

19.3.91310-2L,4.02010-10m,907.8atm.

20.

（1）（V1/3d）3;

（2）（V1/3d）3（4/3）d3;

（3）（V1/3d）3（NA1）（4/3）d3;

（4）因V1/3d,且NA1,故b=V（NA/2）{（V1/3d）3+[（V1/3d）3（NA1）（4/3）d3]}（1/NA）4NA（4/3）（d/2）3.

“热学”课程第三章作业习题

第三章习题：

1，2，4，5[5]，6，7，9，10，11，12，13，15，16，17，18，19，20[6]，22[7]，23，24，25[8]，26，27，28，29，30.

注：

[5]设p0=1.00atm

[6]分子射线中分子的平均速率等于[9RT/（8）]1/2

[7]设相对分子质量等于29.0

[8]f（ε）dε=21/2（kT）3/2ε1/2eε/kTdε

第三章部分习题的参考答案

1.

（1）3.18ms-1;

（2）3.37ms-1;

（3）4.00ms-1.

2.395ms-1,445ms-1,483ms-1.

4.3／8.

5.4.971016个.

6.0.9534.

7.

（1）0.830%;

（2）0.208%;

（3）8.9410-7%.

9.[2m／（kT）]1/2.

10.

（1）198ms-1;

（2）1.3610-2gh-1.

11.[略].

12.

（1）[略];

（2）1／v0;

（3）v0／2.

13.

（1）2N／（3v0）;

（2）N／3;

（3）11v0／9.

15.[略].

16.[略].

17.0.24%.

18.

（1）0.5724N;

（2）0.0460N.

19.n[kT／（2m）]1/2[1+（mv2／2kT）]exp[–（mv2／2kT）]或[nvp／（21/2）][1+（v2／vp2）]exp[–（v2／vp2）].

20.0.922cm,1.30cm.

22.2.30km.

23.1955m.

24.kT／2.

25.f（）d=2（）1/2（kT）3/21/2exp[／（kT）]d,kT／2.

26.3.74103Jmol-1,2.49103Jmol-1.

27.6.23103Jmol-1,6.23103Jmol-1;3.09103Jg-1,223Jg-1.

28.5.83Jg-1K-1.

29.6.6110-26kg和39.8.

30.

（1）3,3,6;

（2）74.8Jmol-1K-1.

“热学”课程第四章作业习题

第四章习题：

1，2，4，6[7]，7，8，10，11，13[2]，14，15，17，18[9]，19，21.

注：

[2]设为等温过程

[7]设相对分子质量等于29.0

[9]CO2分子的有效直径等于4.63×10-10m

第四章部分习题的参考答案

1.2.7410-10m.

2.5.8010-8m,1.2810-10s.

4.

（1）5.21104Pa;

（2）3.80106m-1.

6.

（1）3.221017m-3;

（2）7.77m（此数据无实际意义）;

（3）60.2s-1（此数据无实际意义）.

7.

（1）1.40;

（2）若分子有效直径与温度无关,则得3.4510-7m;

（3）1.0810-7m.

8.

（1）d2／4;

（2）[略].

10.

（1）3679段;

（2）67段;

（3）2387段;

（4）37段;

（5）不能这样问.

11.3.1110-5s.

13.

（1）10.1cm;

（2）60.8A.

14.3.0910-10m.

15.2.2310-10m.

17.

（1）2.83;

（2）0.112;

（3）0.112.

18.

（1）–1.03kgm-4;

（2）1.191023s-1;

（3）1.191023s-1;

（4）4.7410-10kgs-1.

19.[略].

21.提示：

稳定态下通过两筒间任一同轴柱面的热流量相同.

“热学”课程第五章作业习题

第五章习题：

1，2，3，5，7，8，10，12，13，15，16，17，18，19，21，22[10]，23，24[11]，25，26，27，28，29，31，33[12]，34，35.

注：

[10]使压强略高于大气压（设当容器中气体的温度与室温相同时其压强为p1）

[11]p0A2L2/（2V）

[12]设为实现了理想回热的循环

第五章部分习题的参考答案

1.

（1）623J,623J,0;

（2）623J,1.04103J,–416J;

（3）623J,0,623J.

2.

（1）0,–786J,786J;

（2）906J,0,906J;

（3）–1.42103J,–1.99103J,567J.

3.

（1）1.5010-2m3;

（2）1.13105Pa;

（3）239J.

4.

（1）1.20;

（2）–63.3J;

（3）63.3J;

（4）127J.

7.

（1）265K;

（2）0.905atm;

（3）12.0L.

8.

（1）–938J;

（2）–1.44103J.

10.

（1）702J;

（2）507J.

12.[略].

13.[略].

15.2.47107Jmol-1.

16.

（1）h=CT+v0p+bp2;

（2）Cp=C,CV=C+（a2T／b）–ap.

17.–46190Jmol-1.

18.82.97%.

19.[略].

21.6.70K,33.3cal,6.70K,46.7cal;11.5K,80.0cal,0,0.

22.=ln（p1／p0）／ln（p1／p2）.

23.

（1）[略];

（2）[略];

（3）[略].

24.

（1）[略];

（2）[略].

25.

（1）p0V0;

（2）1.50T0;

（3）5.25T0;

（4）9.5p0V0.

26.

（1）[略];

（2）[略];

（3）[略].

27.13.4%.

28.

（1）A→B为吸热过程,B→C为放热过程;

（2）TC=T（V1／V2）–1,VC=V2;

（3）不是;

（4）1–{[1–（V1／V2）–1]／[（–1）ln（V2／V1）]}.

29.[略].

31.15.4%.

33.[略].

34.[略].

35.[略].

“热学”课程第六章作业习题

第六章习题：

2，3，5，9，10，11，12[13]，13，15，16，19.

注：

[13]设为一摩尔

第六章部分习题的参考答案

2.1.49104kcal.

3.

（1）473K;

（2）42.3%.

5.93.3K.

9.

（1）[略];

（2）[略];

（3）[略].

10.[略].

11.[略].

12.[略].

13.[略].

15.T=a（v2-1–v1-1）／CV=–3.24K.

16.[略].

19.–a（nA–nB）2／[2CVV（nA+nB）].

“热学”课程第七章作业习题

第七章习题：

8.

第七章部分习题的参考答案

8.提示：

在小位移的情况下,exp[（cx2gx3fx4）／（kT）]

exp[cx2／（kT）]{1+[gx3／（kT）]}{1+[fx4／（kT）]}

exp[cx2／（kT）]{1+[gx3／（kT）]+[fx4／（kT）]}.

“热学”课程第八章作业习题

第八章习题：

1，2，3，4，6，7[14]，8，10.

注：

[14]设θ=0

第八章部分习题的参考答案

1.2.19108J.

2.7.2410-2Nm-1.

3.1.29105Pa.

4.1.27104Pa.

6.f=S[（R1-1+R2-1）–（gh／2）]

={S[2cos（–）]／[2（S／）1/2cos（–）+h–hsin（–）]}+

{S[2cos（–）]／h}–（Sgh／2）

S[2cos（–）／h]

=25.5N.

7.0.223m.

8.2.9810-2m.

10.

（1）0.712m;

（2）9.60104Pa;（3）2.0410-2m.

“热学”课程第九章作业习题

第九章习题：

1，2，4[15]，6[5]，7，8，9[16]，11，12，13[17].

注：

[5]设p0=1.00atm

[15]水蒸气比体积为1.671m3/kg

[16]100℃时水的饱和蒸气压为1.013×105Pa，而汽化热为2.38×106Jkg-1，由题8中的

[17]23.033754/T

第九章部分习题的参考答案

1.3.21103J.

2.

（1）6.7510-3m3;

（2）1.5010-5m3;

（3）液体体积为1.2810-5m3,气体体积为9.8710-4m3.

4.373.52K.

6.1.36107Pa.

7.[略].

8.[略].

9.1.71103Pa.

11.4.40104Jmol-1.

12.

（1）52.0atm;

（2）157K.

13.

（1）44.6mmHg,195K;

（2）3.121104Jmol-1,2.547104Jmol-1,5.75103Jmol-1.