6分子-7热学题解.doc

第二篇 热学习题解第六章 气体动理论习题解6.1 （1）初态有 故 （2）末态有 式和式相除有 故 漏掉气体的质量为 6.2 （1）由理想气体物态方程，对初态有 （2）由过程方程，对初态有式联立消去得（3）由和联立消去P得 对初态有：对末态有：式相除得 6.3 （1）由物态方程 过程方程 联立消去V得 （2）由两式联立消去P得 故气体膨胀时温度降低。6.4 （1）由物态方程有 和 由P-V图可知：即前两式左边相等，故 （2）V-T图中过程曲线如图6.5 （1）；（2）。6.6 一个分子一次碰撞动量改变 给器壁冲量 器壁每秒钟受到的总冲量即平均冲力 压强 6.7 容器中分子数 一个分子每秒钟碰撞次数 N个分子每秒钟碰撞次数 =6.8 （证明题，略）6.9 （证明题，略）6.10 （1）；（2）；（3）；（4）；（5）6.11 （问答题，略）6.12 （问答题，略）6.13 0.05eV；0.03eV；0.03eV；6.14 （1）相同；（2）不同；（3）相同；（4）不同6.15 1:1；5:36.16 1mol氧气：平动动能 转动动能 0.1kg氧气：6.17 空气内能 6.18 ；6.19 按能量守恒 ，故 6.20（1）速率在附近区间的分子数在总数中的比例或一个分子在区间的概率；（2）速率在区间的分子数在总数中的比例或一个分子在区间的概率；vf(v)v00（3）速率在区间的分子数；（4）单位体积内，速率在区间的分子数；（5）分子的平均速率；（6）分子的平均平动功能；（7）分子速率的倒数的平均值。6.21（1）速率分布曲线如图（2）由归一化条件。，得 故（2）平均速率 方均速率方均根速率6.22 （1）由速率分布曲线可知由归一化条件 (亦可由曲线下面积直接判断）故（2）速率大于的粒子数 =速率小于的粒子数（亦可由曲线下面积直接判断）（3）平均速率=6.23 ；6.24（1）平均速率（2）方均根速率（3）最概然速率显然为6.25（1）一样大；氨分子；氢分子。6.26（1）由物态方程 有（2）气体质量密度等于分子质量与分子密度n之积（3）（4）6.27 氦分子方均根速率 氧分子最概然速率 式相除得6.28 600K6.29（1）动量大小的平均值=（2）平均平动功能=6.30气体分子在重力场中按高度的分布为，压强按高度变化的规律为 地面压强为故按题意 即6.31由物态方程分子密度 平均速率碰撞频率6.32等体过程 ；等压过程 ；分析：；等体则不变； ，等压则又 等体则 等压则6.33（1）2；（2）；（3）2分析（1），故；（2），故；（3），故。第七章 热力学基础习题解7.1 （问答题，略）7.2 一个平衡态；一个准静态过程7.3 7.4 定向运动的机械能转化为热运动内能；高温物体热运动内能转化为低温物体热运动内能。7.5 （1）（2）7.6 （1）；（2）；（3）；（4）7.7 （1）；（2）；（3）7.8 按热力学第一定律 对第一个过程 对第二个过程 7.9 内能增量 吸热 平均摩尔热容 7.10过程曲线如图由过程曲线下面积得到 故平均摩尔热容 由物态方程，有即故7.11 因为在等压过程中，气体升温时不仅内能增加，还要对外作功。7.12（1）；0；（2）；7.14（1）对等体过程 算得故（2）对等压过程 算得故（3）对等温过程 按题意代入算得故7.15 7000J 分析：等压过程 ，即有A：Q=2：I+2=2：77.16 气体摩尔数 ，初态，气体先进行等压膨胀，体积最多达到，须吸热由于，即气体能膨胀到，此时气体压强，温度。气体随后进行等体过程吸热 由于 此时气体体积温度7.17按热力学第一定律 对acb过程（1）对adb过程（2）对ba过程放热7.18（1）0；0；0（2）0；=0；=0（3）0；0；0，违背热力学第一定律，假设不成立。设气体作abca循环，在循环中，气体从单一热源吸热作功而未留下任何影响（没有放热），这违背热力学第二定律，故假设也不成立。 （2）设两条绝热线S1和S2相交于a点设有一等温线T1和S1交于bc两点。设气体作abca热机循环。该循环中气体内能不变，对外作净功A0，且对外放热（在bc段），违背热力学第一定律，故假设不成立。设另有