大学物理下册答案11——13.doc

第11章 气体动理论11-1 （1）由把p=10atm, T=(47+273)K=320K. m=0.1kg, M=3210-3kg R=8.31Jmol-1K-1代入.证V=8.3110-3m3(2) 设漏气后，容器中的质量为m，则 漏去的氧气为11-2 太阳内氢原子数题11-2图故氢原子数密度为 由P=nkT知11-3 如图混合前： 总内能 代入证混合后：设共同温度为T 又，故由（2）（3）知11-4 (1) （2）由归一化条件得（3）（4）从图中可看出最可几速率为v02v0各速率. （5） （6）11-5 氧气未用时，氧气瓶中 氧气输出压强降到时 氧气每天用的质量 设氧气用的天数为x,则由(1)(2)(3)知 11-6 （1） （2） （3） （4）（5）认为氧气分子速率服从麦克斯韦布，故 （6）（7）11-7 故1cm3中有个氮气分子.11-8 由课本例11-4的结论知 11-9 (1) （2）看作理想气体，则 11-10 内能11-11 （1）由 是等温等压 （2）是等温，11-12 11-13 (1) （2）由公式知 与T和P有关，由于T不变，故只与P有关. 则 11-14 （1）如图题11-14图 又等温过程，故. 由则 （2） 等温过程 11-15 （1） （2） （3） 11-16 （1） 又由 把代入知 （2） 把代入得 （3）平均平动动能 第12章 热力学基础12-1 （1）内能是态函数，故 故 （2） 放热 （3） 12-2 1 mol单原子理想气体 i=3 （1）等容 （2）等压 题12-3图12-3 两过程的初末态相同， 内能增量相同 （1） （2） 12-4 （1）N2体积 等温： 绝热：（2）N2温度 等温：绝热： （3）N2对外做功 等温： 又 绝热： 12-5 又, 12-6 由,由图知为恒量，故为一等压过程.题12-7图12-7 设状态A的温为 TA=T1 AB为等容线，故 AB为等温线，故 吸热 WBC等于图中阴影部分的面积值. 放热 放热 12-8 （1）AB等温膨胀 吸热 BC等容降温 放热（2）CA绝热过程 （3）不是卡诺循环 （4）AB过程 BC过程 CA绝热过程 12-9 （1）等温线的熵变为 （2）绝对热线和等压线 又 （3）等压线，等容线的过程. 等压过程，故 等容过程，故 因为熵是状态函数，熵变只与初末态有关，而这三个过程的初末态相同，所以自然熵变也相同.12-10 ，设最后其同温度为T 12-11 （1）冰的溶解热 (水吸热，Q0) （2）（3） 12-12 房间热量流失，则 室外吸收热量，则 则 12-13 （1）设需要x块冰，冰的溶解解热为C冰. (块) （2） 第13章 量子力学基础13-1 将星球看成黑体，由维恩位移定律 对北极星： 对天狼星：13-2 由斯特藩-玻耳兹曼定律及维恩位移定律，可得辐出度与峰值波长关系为 所以 即 13-3 太阳表面单位时间单位面积辐射的能量为以太阳为中心，t时间通过半径为R的球面的能量为。根据相对论质能关系式,可得太阳一年内由于辐射而损失的质量为 13-4 太阳每秒钟发射到地球表面每平方厘米的辐射能量为0.14J. 每个光子的能量为则发射的光子的数目为.13-5 （1）单位时间内传到金属单位面积上的能量为. 每个光子的能量为则单位时间内照射到金属单位面积上的光子数为 （2）由爱因斯坦光电效应方程 光电子的初动能 13-6 由爱因斯坦光电产应方程 光子的最大初动能 ，所以遏止电势差，红限波长13-7 (1) 红光光子的能量、动量和质量分别为 (2) X射线的能量、动量和质量分别为(3) r射线的能量、动量和质量分别为13-8 由康普顿散射公式 又因为,所以13-9 X射线的能量为0.6MeV,相应X射线的波长为 经散射后 散射后X射线能量为 反冲电子量为13-10 散射前后能量守恒，所以有整理得 13-11 （1）由康普顿公式 故 由能量守恒，反冲电子获得的动能为 故=10-8(2) 入射光波长与相差不大时，康普顿效应显著。13-12 由于巴耳末系中仅观察到三条谱线，因此基态氢原子被激发到n=5的定态上。 (1) 由频率条件 （2）由n=5向n=2跃迁时发出光子的波长为 由n=4向n=2跃迁时发出光子的波长为由n=3向n=2跃迁时发出光子的波长为13-13 则n1的定态向n=1的定态跃迁时产生的谱线属于赖曼系。长波极限波长是由n=2向n=1跃迁时产生。 短波极限波长是由n=向n=1跃迁时产生的13-14 由氢原子能级公式 电离能13-15 (1) 与谱线相应的能量为（2）该谱线属巴耳末系，故k=2，则题13-15图 （3）最多可发射4个线系，共10条谱线，见图，最短波长为n=5向n=1跃迁发出的谱线的波长。13-16 （1）由归一化条件，所以A=2 （2）概率分布函数 （3） 粒子概率最大位置13-17 （1）由归一化条件，有 归一化波函数为 概率分布函数 ,归一化波函数为 概率分布函数13-18 德布罗意关系式 (1) （2） （3）13-19 粒子的能量eU,动量 由德布罗意关系式 所以 13-20 电子经加速后的动能 光子的能量 所以, 13-21 根据相对论中总能量与动量的关系式 由德布罗意关系式当时，时， 所以13-22 海森伯不确定关系 (1) （2） （3）13-23 由德布罗意关系式 两边微分，只考虑绝对值，得，代入海森伯不确定关系式 ，即13-24 由13-23结论，13-25 ，两边微分，取绝对值，得将上式代入海森伯不确定关系13-26 （1）粒子处于基态时 n=1 , 在到之间找到粒子的概率为 （2）在到之间找到粒子的概率为 1