(完整版)熱學第一章練習題

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(nèi)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(nèi)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(zhì)的沸點。原來測溫泡在水的三相點時，其中 氣體的壓強 Ptr = 500 mmHg；當測溫泡浸入待測物質(zhì)中時，測得的壓強值為P= 734 mmHg。當從測溫泡中抽出一些氣體，使減為200 mmHg寸，重新測得P= 293.4 mmHg，當

2、再抽出一些氣體，使Rr減為100 mmHg寸，測得 P= 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(nèi)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 90.28 Q，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 273.16 K。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 = 0 C,汽點為t = 100 C。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b6 水銀溫度計浸在冰水中時，水銀柱的長度為4.0

3、cm；溫度計浸在沸水中時，水銀柱的長度為 24.0cm。(1) 在室溫為22.0 C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444.60 C)，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：?= ?+? ?2 ?，2式中 a = 0

4、.20mV/°C, B = -5.0 ?10-4 mV/ C .(1) 試計算當t=-100 C，200C，400C和500C時熱電動勢&的值，并在此 溫度范圍內(nèi)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? = 0。，汽點為t? = 100。，試求出a和b的值，并畫出& - t 圖。(3) 求出與t=-100 C，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 +

5、 b，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)。?= 273.16°，試1) 設 X 為定容稀薄氣體的壓強，并假設在水的三相點為確定溫標 ?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

6、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(nèi)氧氣壓強降到 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(nèi)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。15. 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

7、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 75cmH®ffl16. 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(nèi)的水銀面等高，今打開活塞使水銀漏掉一些，因此開管內(nèi)水銀下降了 h,問閉管內(nèi)的水銀面下降了多少？設原來閉管內(nèi)水銀面上的空氣柱高度k和大氣

8、壓強？?是已知的。:,T _1I1Iff 1 H318一端封閉的玻璃管長 l=70.0 cm ，貯有空氣，氣柱上面有一段長為 h=20.0 cm的水銀柱，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(zhuǎn)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(nèi)的水銀柱有多長。19. 求氧氣在壓強為10.0 atm、溫度為27 C時的密度。20. 容積為10 L的瓶內(nèi)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17.0 C，壓強計的讀數(shù)未 變，問漏去了多少質(zhì)量的氫？21. 一打氣筒

9、，每打一次氣可以將原來壓強為 p0 = 1.0 ?，?溫度為 t0 =-3.0 C,體積V。= 4.0 L的空氣壓縮到容器內(nèi)，設容器的體積為 V =1.5 X 103?問需要打幾次氣，才能使容器內(nèi)的空氣溫度為t=45 C,壓強為p0 = 2.0 ?。?22. 一氣缸內(nèi)貯有理想氣體，氣體的壓強，摩爾體積和溫度分別為P1、V?和T1?，F(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.

10、按重量計，空氣是由76%勺氮，23%勺氧、約1%勺氬組成的（其余組分很 少，可以忽略），試計算空氣的平均相對分子質(zhì)量及在標準狀態(tài)下的密度。27. 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20°C時的飽和蒸汽壓為17.5 mmHg試求此氣體在20C干燥時的體積。?29. 通常稱范德瓦爾斯方程中 隔一項為內(nèi)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 $= 1,0.01,和0.001時的內(nèi)壓強，? 0 = 22.4L ?mol-1 .?0- -， U30. 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 ?mol-2 ,?= 0.03