熱學第一章練習題

1、1熱學第一章作業(yè)1. 定容氣體溫度計的測溫泡浸在水中的三相點管內時，其中氣體的壓強為 50mmHg1)用溫度計測量 300K 的溫度時，氣體的壓強是多少？(2)當氣體的壓強為 68 mmHg 寸，待測溫度是多少？2用定容氣體溫度計測得冰點的理想氣體溫度為273.15 K ，試求溫度計內的氣體在冰點時的壓強與水在三相點時壓強之比的極限值。3用定容氣體溫度計測量某種物質的沸點。原來測溫泡在水的三相點時，其中氣體的壓強 R = 500 mmHg ;當測溫泡浸入待測物質中時，測得的壓強值為P= 734 mmHg。當從測溫泡中抽出一些氣體，使 Rr減為 200 mmHg 寸，重新測得 R = 293.4

2、 mmHg，當再抽出一些氣體，使 Rr減為 100 mmHg 寸，測得R= 146.68 mmHg，試確定待測沸點的理想氣體的溫度。4鉑電阻溫度計的測溫泡浸在水中的三相點管內時，鉑電阻的阻值為90.35Q。當溫度計的測溫泡與待測物體接觸時，鉑電阻的阻值為 90.28Q，試求待 測物體的溫度。假設溫度與鉑電阻的阻值成正比，并規(guī)定水的三相點為 273.16K。5在歷史上，對攝氏溫標是這樣規(guī)定的；假設測溫屬性 X 隨溫度 t 做線性變化, 即t = aX+ b， 并規(guī)定冰點為 t = 0C,汽點為 t = 100C。設 X 和 Xs分別表示在冰點和汽點時 X 的值，試求上式中的常數(shù) a 和 b26

3、水銀溫度計浸在冰水中時，水銀柱的長度為 4.0cm；溫度計浸在沸水中時， 水銀柱的長度為 24.0cm。(1)在室溫為 22.0C時，水銀柱的長度為多少？(2)溫度計浸在某種沸騰的化學溶液中時，水銀柱的長度為25.4c m,試求溶 液的溫度。7設一定容氣體溫度計時按攝氏溫標刻度的，它在冰點和汽點時，其中氣體的 壓強分別為 0.400 atm 和 0.546 atm 。(1)當氣體的壓強為 0.100atm 時，待測溫度時多少？(2)當溫度計在沸騰的硫中時(硫的沸點為 444.60C)，氣體的壓強是多少?8當熱電偶的一個觸點保持在冰點，另一個觸點保持在任一攝氏溫度t 時，其熱電動勢由下式確定：?

4、= ?+? ?2?，2式中a= 0.20mV/C,B= - 5.0?10-4mV/C.(1) 試計算當 t=-100C，200C，400C和 500C時熱電動勢的值，并在此溫 度范圍內做 - t 圖。(2) 設用&為測溫屬性，用下列線性方程來定義溫標 t?:?= ?+?，并規(guī)定冰點為 t?= 0o，汽點為 t?= 100。，試求出 a 和 b 的值，并畫出- t?圖。(3)求出與 t=-100C，200C，400C和 500C對應的 t?值，并畫出 t- t?圖。4) 試比較溫標 t 和溫標 t 9用 L 表示液體溫度計中液柱的長度，定義溫標 t?與 L之間的關系為t?= a lnL + b，

5、3式中 a、b 為常數(shù)，規(guī)定冰點為 ?= 0，汽點為 ?= 100。設在冰點時液柱的長度為?= 5.0 cm，在汽點時液柱的長度為？?= 25.0 cm。試求?= 0到?= 100之間的液柱的長度差，以及 ?= 90到?= 100之間的液柱 的長度差。10定義溫標？?與測溫屬性 X 之間的關系為:?= ln?(kX)式中 k 為常數(shù)1)設 X 為定容稀薄氣體的壓強，并假設在水的三相點為 ?= 273.16，試 確定溫標 ?與熱力學溫標之間的關系。2)在溫標?中，冰點和汽點各位多少度？3)在溫標?中，是否存在 0 度？13. 一氧氣瓶的容積為 32L,其中氧氣的壓強為 130 atm，規(guī)定瓶內氧

6、氣壓強降到 10 amt 時就得充氣，以免混入其他氣體而需要洗瓶。今有一玻璃室，每天需要 1.0 atm 的氧氣 400L，問一瓶氧氣能用幾天？14. 水銀壓強計中混進了一個空氣泡，因此它的讀數(shù)比實際的氣壓小，當精確 的壓強計的讀數(shù)為 768 mmHg 時，它的讀數(shù)只有 748 mmHg 此時管內水銀面到 管頂?shù)木嚯x為80 mm 問，當此壓強計的讀數(shù)為 734 mmHg 時，實際的氣壓是多 少？設空氣的溫度不變。415截面積為 1.0 cm2的均勻 U 形管，其中貯有水銀，高度如圖 1-12 所示 今將左側的上端封閉，將其右側與真空泵相連，問左側的水銀將下降多少？設 空氣的溫度不變，壓強 75

7、cmH16圖 1-13 所示為一粗細均勻的 J 形管，其左端是封閉的，右側和大氣相通。一直大氣壓強為 75 cmHg ?1= 80 ?2= 200 ?今從 J 形管右側灌入水銀，問當右側灌滿水銀時，左側的水銀柱有多高？設溫度保持不變，空氣可以看做是理想氣體。設圖中 J 形管水平部分的容積可以忽略。17如圖 1-14 所示，兩個截面積相同的連通管，一為開管，一為閉管，原來兩管內的水銀面等高，今打開活塞使水銀漏掉一些，因此開管內水銀下降了h，問閉管內的水銀面下降了多少？設原來閉管內水銀面上的空氣柱高度k 和大氣壓強？?是已知的。18一端封閉的玻璃管長 l=70.0 cm ，貯有空氣，氣柱上面有一段

8、長為 h=20.0 cm 的5水銀柱，將氣柱封住，水銀面與管口對齊，今將玻璃管的開口端用玻璃片 蓋住，輕輕倒轉后再移除玻璃片，因而使一部分水銀漏出。當大氣壓為 75.0 cmH寸，留在管內的水銀柱有多長。19求氧氣在壓強為 10.0 atm、溫度為 27C時的密度。20. 容積為 10 L 的瓶內貯有氫氣，因開關損壞而漏氣，在溫度為 7.0 C 時，壓 強計的讀數(shù)為 50 atm，過了些時候，溫度上升為 17.0C，壓強計的讀數(shù)未變， 問漏去了多少質量的氫？21. 一打氣筒，每打一次氣可以將原來壓強為 p0= 1.0 ?，?溫度為 t0=-3.0C,體積 V。= 4.0 L 的空氣壓縮到容器內

9、，設容器的體積為V= 1.5X103?問需要打幾次氣，才能使容器內的空氣溫度為t=45C，壓強為 p= 2.0 ?22.一氣缸內貯有理想氣體，氣體的壓強，摩爾體積和溫度分別為p1、V?和現(xiàn)將氣缸加熱，使氣體的壓強和體積同時增大，設在這過程中，氣體的壓強 p 和摩爾體積 V?滿足下面關系式：p = kV?其中 k 為常量(1)求常量 k，將結果用 p1、和普適氣體常量 R 表示。(2)設 T1= 200 K，當摩爾體積增大到 2V?1時，氣體的溫度是多高？26. 按重量計，空氣是由 76%的氮， 23%的氧、約 1%的氬組成的(其余組分很少， 可以忽略)，試計算空氣的平均相對分子質量及在標準狀態(tài)

10、下的密度。627. 把 20C,1.0 atm , 500 cm3的氮氣壓入一個容積為 200 cm3的容器，容器 中原來已經(jīng)充滿同溫同壓的氧氣，試求混合氣體的壓強和各種氣體的分壓強， 假定容器中的氣體溫度保持不變。28. 用排水取氣法收集某種氣體（見圖 1-18 ）。氣體的溫度為 20T，壓強為767.5 mmHg 時打的體積為 150 cm3，已知水在 20C時的飽和蒸汽壓為 17.5 mmHg 試求此氣體在 20C干燥時的體積。OO29. 通常稱范德瓦爾斯方程中 瑋一項為內壓強，已知范德瓦爾斯方程中的常量a，對二氧化碳和氫分別為 3.592 atm?L2?mol-2和 0.2444 atm ?L2?mol- 2，試計 算這兩種氣體在備=1,0.01,和 0.001 時的內壓強，?0= 22.4L ?mol-1.?030. 一摩爾氧氣，壓強為 1000 atm，體積為 0.050 L，其溫度是多少?31. 試計算壓強為 100 atm、密度為 100 g/L 的氧氣的溫度，已知氧氣的范德 瓦爾斯常量為 a= 1.360 atm ?L2?mol2,?= 0.031