《热学》(李椿章立源高教版)课后答案.doc

第一章温度11在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标解（1）当故在（2）又时，即可由时，解得当时则即解得故在（3）若则有时，显而易见此方程无解，因此不存在的情况。12定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50MMHG。（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少（2）当气体的压强为68MMHG时，待测温度是多少解对于定容气体温度计可知1213用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为27315K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。解根据已知冰点。14用定容气体温度计测量某种物质的沸点。原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为减为200MMHG时,重新测得,当从,当再抽出一些测温泡中抽出一些气体,使气体使减为100MMHG时,测得试确定待测沸点的理想气体温度解根据从理想气体温标的定义时,T约为4005K亦即沸点为4005K依以上两次所测数据,作TP图看趋势得出题14图15铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为9035欧姆。当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为9028欧姆。试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为27316K。解依题给条件可得则故16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做线性变化即，并规定冰点为设解和，汽化点为。，分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数A和B。由题给条件可知由（2）（1）得将（3）代入（1）式得17水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为40CM；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为240CM。（1）（2）在室温时，水银柱的长度为多少温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为254CM，试求溶液的温度。解设水银柱长与温度成线性关系当代入上式当，时，（1）（2）18设一定容气体温度计是按摄氏温标刻度的，它在冰点和汽化点时，其中气体的压强分别为和。时，待测温度是多少），气体的压强是多少（1）当气体的压强为（2）当温度计在沸腾的硫中时（硫的沸点为解解法一设P与T为线性关系由题给条件可知当时有当时得由此而得（1）（2）时解法二若设T与P为线性关系利用第六题公式可得由此可得（1）时（2）时19当热电偶的一个触点保持在冰点，另一个触点保持任一摄氏温度T时，其热电动势由下式确定式中题19题（1）题19图（2）题19图（3）（1）围内作（2）试计算当图。设用和时热电动势的值，并在此范为测温属性，用下列线性方程来定义温标，汽化点为图。图并规定冰点为（3）（4）解令（1）求出与，试求出A和B的值，并画出和对应的值，并画出试比较温标T和温标。（2）在冰点时，汽化点，而，已知解得（3）当时当时当时当时只有在汽化点和沸点具有相同的值，随线性变化，而T不随线（4）温标T和温标性变化，所以用作测温属性的温标比T温标优越，计算方便，但日常所用的温标是摄氏温标，T与虽非线性变化，却能直接反应熟知的温标，因此各有所长。110用L表示液体温度计中液柱的长度。定义温标中的A、B为常数，规定冰点为，汽化点为到与L之间的关系为。式。设在冰点时液柱的长度为之间液柱长度差以，在汽化点时液柱的长度，试求及到之间液柱的长度差。解由题给条件可得（1）（2）解联立方程（1）（2）得则111定义温标与测温属性X之间的关系为，其中K为常数。，试确定温标（1）设X为定容稀薄气体的压强，并假定在水的三相点为与热力学温标之间的关系。（2）在温标（3）在温标中，冰点和汽化点各为多少度中，是否存在0度解（1）根据理想气体温标，而XP（1）由题给条件，在三相点时代入式代入（1）式得（2）（2）冰点代入（2）式得汽化点代入（2）式得（3）若，则不小于0，说明从数学上看，薄汽体可能已液化，0度不能实测。112一立方容器，每边长20CM其中贮有时，容器每个壁所受到的压力为多大解对一定质量的理想气体其状态方程为有0度存在，但实际上，在此温度下，稀，的气体，当把气体加热到因，而故113一定质量的气体在压强保持不变的情况下，温度由改变百分之几升到时，其体积将解根据方程则体积改变的百分比为114一氧气瓶的容积是，其中氧气的压强是，规定瓶内氧气压强降到氧气，时就得充气，以免混入其他气体而需洗瓶，今有一玻璃室，每天需用问一瓶氧气能用几天。解先作两点假设，（1）氧气可视为理想气体，（2）在使用氧气过程中温度不变。则由可有每天用掉的氧气质量为瓶中剩余氧气的质量为天115水银气压计中混进了一个空气泡，因此它的读数比实际的气压小，当精确的气压计的读数为时，它的读数只有。此时管内水银面到管顶的距离为时，实际气压应是多少。设空气的温度保持不变。。问当此气压计的读数为题115图解设管子横截面为S，在气压计读数为强分别为和，根据静力平衡条件可知，由于T、M不变和时，管内空气压根据方程有，而的粗细均匀的U形管，其中贮有水银，高度如图116所示。今将左侧116截面为的上端封闭年，将其右侧与真空泵相接，问左侧的水银将下降多少设空气的温度保持不变，压强题116图解根据静力平均条件，右端与大气相接时，左端的空气压强为大气压；当右端与真空泵相接时，左端空气压强为（两管水银柱高度差）设左端水银柱下降常数即整理得（舍去）117图117所示为一粗细均匀的J形管，其左端是封闭的，右侧和大气相通，已知大气压，今从J形管右侧灌入水银，问当右侧灌满水银时，强为左侧水银柱有多高，设温度保持不变，空气可看作理想气体。题117图解设从J形管右侧灌满水银时，左侧水银柱高为H。假设管子的直径与略不计，因温度不变，则对封闭在左侧的气体有相比很小，可忽而（S为管的截面积）解得（舍去）118如图118所示，两个截面相同的连通管，一为开管，一为闭管，原来开管内水银下降了，问闭管内水银面下降了多少设原来闭管内水银面上空气柱的高度R和大气压强为，是已知的。题118图解设截面积为S，原闭管内气柱长为R大气压为P闭管内水银面下降后，其内部压强为。对闭管内一定质量的气体有以水银柱高度为压强单位取正值，即得119一端封闭的玻璃管长，贮有空气，气体上面有一段长为的水银柱，将气柱封住，水银面与管口对齐，今将玻璃管的开口端用玻璃片盖住，轻轻倒转后再除去玻璃片，因而使一部分水银漏出。当大气压为时，六在管内的水银柱有多长解题119图，以水银柱高度表示压强，设在正立情况下管内气体的压强为倒立时，管内气体的压强变为，水银柱高度为由于在倒立过程温度不变，解之并取的值得，温度为时的密度。120求氧气在压强为解已知氧的密度121容积为为的瓶内贮有氢气，因开关损坏而漏气，在温度为时，气压计的读数。过了些时候，温度上升为，气压计的读数未变，问漏去了多少质量的氢。解当时，容器内氢气的质量为当故漏去氢气的质量为时，容器内氢气的质量为122一打气筒，每打一次可将原来压强为的空气压缩到容器内。设容器的容积为容器内的空气温度为解打气后压强为有空气，设所需打气次数为，压强为，温度为，体积，问需要打几次气，才能使。，题上未说原来容器中的气体情况，可设原来容器中没，则得次、和，现将气满足123