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中学生物理竞赛1-32热学试题分类汇编


热学 (32-15)如图导热性良好的汽缸 A 和 B 高度均为 h(已除开活塞的厚度) ,横截面积不同, 竖直浸没在温度为 T0 的恒温槽内,他们的底部由一细管连通, (细 管容积可忽略) 。两气缸内均有一个活塞,质量分别为 mA ? 2m ,

mB ? m ,活塞与汽缸之间无摩擦,俩活塞的下方为理想气体,上方
为真空。当两活塞下方的气体处于平衡状

态时,两活塞底相对于汽缸底部的高度均为

h 。 2

先保持恒温槽温度不变,在活塞上同时各缓慢加上同样大小的压力,让压力从 0 缓慢增加, 直至大小等于 2mg(g 为重力加速度)为止,并一直保持两活塞上的压力不变;系统再次达 到平衡后, 缓慢升高恒温槽的温度, 对气体加热, 直至汽缸 B 中活塞底面恰好回到高度为 求 (1) 两个活塞的横截面积之比 S A ? S B ; (2) 气缸内气体的最后温度; (3) 在加热气体的过程中,气体对活塞所做的功。

h , 2

(31-1)一线膨胀系数为 ? 的正方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数为 A.

?

B. ? 3

1

C. ?

3

D. 3 ?

(31-9)图中所示的汽缸壁是绝热的,缸内隔板 A 是导热的, 它固定在隔壁上。活塞 B 是绝热的,它跟活塞壁的接触是光滑 的,但不漏气。B 的上方为大气。A 与 B 之间以及 A 与缸底之 间都盛有 n mol 的同种理想气体,系统在开始时处于平衡状态。 现通过电热丝 E 对气体缓慢加热,在加热过程中 A、B 之间的 气体经历_______过程,A 以下的气体经历_____过程,气体温 度每上升 1k,A、B 之间气体吸收的热量与 A 以下的气体净吸收的热量之差等于______。 已知普适气体常量为 R。

(31-14)1mol 的理想气体经历一循环过程 1-2-3-1,如 P-T 图所示,过程 1-2 是等压过程, 过程 3-1 是通过 P-T 图原点的直线上的一段, 描述 2-3 过程的方程为 c1 p 2 ? c2 p ? T ,式中 c1,c2 为待定 常量, P,T 分别为气体压强和绝度温度。 已知气体在状 态 1 的压强和绝对温度分别为 P1、T1,气体在状态 2 的绝度温度以及状态 3 的压强和绝对温度为 T2,P3, T3。气体常量 R 也是已知的。 (1)求常量 c1,c2 的值; (2)将过程 1-2-3-1 在 P-T 图上表示出来; (3)求该气体在一次循环过程中对外做的总功。

(30-13)一个用电阻丝绕成的线圈,浸没在量热器所盛的油中,油的温度为 0℃.当线圈两 端加上一定的电压后,油温渐渐上升.0℃时温度升高的速率为 5.0K·min-1,持续一段时间 后,油温上升到 30℃,此时温度升高的速率变为 4.5K·min-1,这是因为线圈的电阻与温度 有关.设温度为θ ℃时线圈的电阻为 Rθ ,温度为 0℃时线圈的电阻为 R0,则有 Rθ = R0 (1+α θ ), α 称为电阻的温度系数.试求此线圈电阻的温度系数.假设量热器及其中的油以及线圈所 构成的系统温度升高的速率与该系统吸收热量的速率(即单位时间内吸收的热量)成正比; 对油加热过程中加在线圈两端的电压恒定不变;系统损失的热量可忽略不计.

(30-14)如图所示,一摩尔理想气体,由压强与体积关系的 p-V 图中的状态 A 出发,经过 一缓慢的直线过程到达状态 B,已知状态 B 的压强与状态 A 的压 强之比为 1 ,若要使整个过程的最终结果是气体从外界吸收了热 2

量,则状态 B 与状态 A 的体积之比应满足什么条件?已知此理想 3 气体每摩尔的内能为 RT ,R 为普适气体常量,T 为热力学温度. 2

(29-1)下列说法中正确的是 A.水在 0℃时密度最大 B.一个绝热容器中盛有气体,假设把气体中分子速率很大的如大于 v A 的分子全部取走, 则气体的温度会下降,此后气体中不再存在速率大于 v A 的分子. C.杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的,两层玻璃之间抽成真空,抽成真空的主要作用是 既可降低热传导,又可降低热辐射. D.图示为一绝热容器,中间有一隔板,隔板左边盛有温度为 T 的 理想气体,右边为真空.现抽掉隔板,则气体的最终温度仍为 T.

(29-14)由双原子分子构成的气体,当温度升高时,一部分双原子分子会分解成两个单原子 分子,温度越高,被分解的双原子分子的比例越大,于是整个气体可视为由单原子分子构成 的气体与由双原子分子构成的气体的混合气体. 这种混合气体的每一种成分气体都可视作理 想气体.在体积 V=0.045m3 的坚固的容器中,盛有一定质量的碘蒸气,现于不同温度下测 得容器中蒸气的压强如下: 试求温度分别为 1073K 和 1473K 时该碘蒸气中单原 子分子碘蒸气的质量与碘的总质量之比值. 已知碘蒸气的总质量与一个摩尔的双原子碘分子 的质量相同,普适气体常量 R=8.31J· mol 1· K
- -1

(28-2)下面列出的一些说法中正确的是 A.在温度为 200C 和压强为 1 个大气压时,一定量的水蒸发为同温度的水蒸气,在此过程 中,它所吸收的热量等于其内能的增量. B.有人用水银和酒精制成两种温度计,他都把水的冰点定为 0 度,水的沸点定为 100 度, 并都把 0 刻度与 100 刻度之间均匀等分成同数量的刻度, 若用这两种温度计去测量同一环境 的温度(大于 0 度小于 100 度)时,两者测得的温度数值必定相同. C .一定量的理想气体分别经过不同的过程后,压强都减小了,体积都增大了,则从每个 过程中气体与外界交换的总热量看, 在有的过程中气体可能是吸收了热量, 在有的过程中气 体可能是放出了热量,在有的过程中气体与外界交换的热量为 0 . D .地球表面一平方米所受的大气的压力,其大小等于这一平方米表面单位时间内受上方 作热运动的空气分子对它碰撞的冲量,加上这一平方米以上的大气的重量.

(28-6)在大气中,将一容积为 0.50m3 的一端封闭一端开口的圆筒筒底朝上筒口朝下竖直插 人水池中,然后放手.平衡时,筒内空气的体积为 0.40m3.设大气的压强与 10.0m 高的水 柱产生的压强相同,则筒内外水面的高度差为 .

(28-9)光帆是装置在太空船上的一个面积很大但很轻的帆,利用太阳光对帆的光压,可使 太空船在太空中飞行. 设想一光帆某时刻位于距离太阳为 1 天文单位 (即日地间的平均距离) 处, 已知该处单位时间内通过垂直于太阳光辐射方向的单位面积的辐射能量 E =1.37× 103J· m
-2

·s-1,设平面光帆的面积为 1.0× 106m2,且其平面垂直于太阳光辐射方向,又设光帆对太阳 N.

光能全部反射(不吸收) ,则光帆所受光的压力约等于

(27-2)烧杯内盛有 0?C 的水,一块 0?C 的冰浮在水面上,水面正好在杯口处。最后冰全部 熔解成 0?C 的水,在这过程中( (A)无水溢出杯口,但最后水面下降了 (B)有水溢出杯口,但最后水面仍在杯口处 (C)无水溢出杯口,水面始终在杯口处 (D)有水溢出杯口,但最后水面低于杯口 )

(27-3)如图所示,a 和 b 是绝热气缸内的两个活塞,他们把气缸分成甲和乙两部分,两部分 中都封有等量的理想气体。A 是导热的,其热容量可不计,与气缸壁固连,b 是绝热的,可 在气缸内无摩擦滑动,但不漏气,其右方为大气。图中 k 为加热用的电炉丝,开始时,系统 处于平衡状态,两部分中气体的温度和压强都相同。现接通电源,缓慢加热一段时间后停止 加热,系统又达到新的平衡,则( (A)甲、乙中气体的温度有可能不变 (B)甲、乙中气体的压强都增加了 (C)甲、乙中气体的内能的增加量相等 (D)电炉丝放出的总热量等于甲、乙中气体增加内能的总和 )
a 甲 乙 b

(27-4)一杯水放在粘性上加热烧开后,水面上方有“白色气”;夏天一块冰放在桌面上,冰 的上方也有“白色气” 。 ( )

(A)前者主要是由杯中水变来的“水的气态物质” (B)前者主要是由杯中水变来的“水的液态物质” (C)后者主要是由冰变来的“水的气态物质” (D)后者主要是由冰变来的“水的液态物质”

(26-3)一根内径均匀、两端开中的细长玻璃管,竖直插在水中,管的一部分在水面上。现 用手指封住管的上端,把一定量的空气密封在玻璃管中,以 V0 表示其体积;然后把玻璃管 沿竖直方向提出水面,设此时封在玻璃管中的气体体积为 V1;最后把玻璃管在竖直平面内 转过 900,让玻璃管处于水平位置,设此时封在玻璃管中的气体体积为 V2。则有 A.V1>V0≥V2B。V1>V0>V2C。V1=V2>V0D。V1>V0,V2>V0

(26-15)图中 M1 和 M2 是绝热气缸中的两个活塞,用轻质刚性细杆连结,活塞与气缸壁的接 触是光滑的、不漏气的,M1 是导热的,M2 是 绝热的,且 M2 的横截面积是 M1 的 2 倍。M1 把一定质量的气体封闭在气缸为 L1 部分,M1 和 M2 把一定质量的气体封闭在气缸的 L2 部 分,M2 的右侧为大气,大气的压强 p0 是恒定 的。K 是加热 L2 中气体用的电热丝。初始时, K L1 M1 L2 P0 M2

两个活塞和气体都处在平衡状态,分别以 V10 和 V20 表示 L1 和 L2 中气体的体积。现通过 K 对气体缓慢加热一段时间后停止加热, 让气体重新达到平衡态, 这时, 活塞未被气缸壁挡住。 加热后与加热前比,L1 和 L2 中气体的压强是增大了、减小还是未变?要求进行定量论证。

(25-4)如图所示,放置在升降机地板上的盛有水的容器中,插有两根相对容器的位置是固 定的玻璃管 a 和 b,管的上端都是封闭的,下端都是开口的。管内被水各封有一定质量的气 体。平衡时,a 管内的水面比管外低,b 管内的水面比管外高。现令升降机从静止开始加速 下降,已知在此过程中管内气体仍被封闭在管内,且经历的过程可视为绝 热过程,则在此过程中 A. a 中气体内能将增加,b 中气体内能将减少 B. a 中气体内能将减少,b 中气体内能将增加 C. a、b 中气体内能都将增加 D. a、b 中气体内能都将减少

(25-5)图示为由粗细均匀的细玻璃管弯曲成的“双 U 形管”,a、b、c、d 为其四段竖直的部 分,其中 a、d 上端是开口的,处在大气中。管中的水银把一段气体柱密封在 b、c 内,达到 平衡时,管内水银面的位置如图所示。现缓慢地降低气柱中气体的温度,若 c 中的水银面上 升了一小段高度 Δh,则 A. b 中的水银面也上升 Δh B. b 中的水银面也上升,但上升的高度小于 Δh C. 气柱中气体压强的减少量等于高为 Δh 的水银柱所产生的压强 D. 气柱中气体压强的减少量等于高为 2Δh 的水银柱所产生的压强

(24-7)如图所示,绝热的活塞 S 把一定质量的稀薄气体(可视为理想气体)密封在水平放 置的绝热气缸内.活塞可在气缸内无摩擦地滑 动. 气缸左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体 十分缓慢地加热. 气缸处在大气中, 大气压强为 p0.初始时,气体的体积为 V0 、压强为 p0.已 知 1 摩尔该气体温度升高 1K 时其内能的增量 为一已知恒量。 ,求以下两种过程中电热丝传给 气体的热量 Ql 与 Q2 之比. 1 .从初始状态出发,保持活塞 S 位置固定,在电热丝中通以弱电流,并持续一段时间, 然后停止通电,待气体达到热平衡时,测得气体的压强为 pl . 2 .仍从初始状态出发,让活塞处在自由状态,在电热丝中通以弱电流,也持续一段时间, 然后停止通电,最后测得气体的体积为 V2.

(23-7)一根长为 L(以厘米为单位)的粗细均匀的、可弯曲的细管,一端封闭,一端开口, 处在大气中。大气的压强与 H 厘米高的水银柱产生的压强相等,已 知管长 L >H 。 现把细管弯成 L 形, 如图所示。 假定细管被弯曲时, 管长和管的内径都不发生变化。可以把水银从管口徐徐注入细管而不 让细管中的气体泄出。当细管弯成 L 形时,以 l 表示其竖直段的长

度,问 l 取值满足什么条件时,注入细管的水银量为最大值?给出你的论证并求出水银量 的最大值(用水银柱的长度表示) 。

(22-6)如图所示,两根位于同一水平面内的平行的直长金属导轨,处于恒定磁场中,磁场 方向与导轨所在平面垂直.一质量为 m 的均匀导体细杆,放在导轨上,并与导轨垂直,可 沿导轨无摩擦地滑动, 细杆与导轨的电阻均可 忽略不计.导轨的左端与一根阻值为 R0 的电 阻丝相连,电阻丝置于一绝热容器中,电阻丝 的热容量不计. 容器与一水平放置的开口细管 相通,细管内有一截面为 S 的小液柱(质量不 计) ,液柱将 1mol 气体(可视为理想气体)封闭在容器中.已知温度升高 1K 时,该气体的 内能的增加量为 5 R 2 (R 为普适气体常量) ,大气压强为 p0,现令细杆沿导轨方向以初速 v0 向右运动,试求达到平衡时细管中液柱的位移. R0 v0

(20-3)在野外施工中,需要使质量 m=4.20 kg 的铝合金构件升温。除了保温瓶中尚存有温 度 t= 90.0℃的 1.200 kg 的热水外,无其他热源.试提出一个操作方案,能利用这些热水使 构件从温度 t0=10℃升温到 66.0℃以上(含 66.0℃) ,并通过计算验证你的方案.已知铝合 金的比热容 c=0.880×l03J·(Kg·℃)-1,水的比热容 c0 =4.20×103J·(Kg·℃)-1,不计向周 围环境散失的热量。

(19-4)如图预 19-4 所示,三个绝热的、容积相同的球状容器 A、B、C,用带有阀门 K1、 K2 的绝热细管连通,相邻两球球心的高度差 h ? 1.00 m .初始时,阀 门是关闭的,A 中装有 1mol 的氦(He),B 中装有 1mol 的氪(Kr),C 中装有 lmol 的氙(Xe) ,三者的温度和压强都相同.气体均可视为理 想气体.现打开阀门 K1、K2,三种气体相互混合,最终每一种气体 在整个容器中均匀分布, 三个容器中气体的温度相同. 求气体温度的 改变量.已知三种气体的摩尔质量分别为

?He ? 4.003 ?10?3 kg ? mol?1

?Kr ? 83.8 ?10?3 kg ? mol?1

?Xe ? 131.3 ?10?3 kg ? mol?1
在体积不变时,这三种气体任何一种每摩尔温度升高 1K,所吸收的热量均为 3 R / 2 , R 为 普适气体常量.

(17-6)绝热容器 A 经一阀门与另一容积比 A 的容积大得很多的绝热容器 B 相连。开始时阀 门关闭,两容器中盛有同种理想气体,温度均为 30℃, B 中气体的压强为 A 中的 2 倍。现 将阀门缓慢打开, 直至压强相等时关闭。 问此时容器 A 中气体的温度为多少?假设在打开到 关闭阀门的过程中处在 A 中的气体与处在 B 中的气体之间无热交换.已知每摩尔该气体的 内能为 U ?

5 RT ,式中 R 为普适气体恒量, T 是热力学温度. 2

(16-3)如图16-1所示,两个截面相同的圆柱形容器,右边容器高为H,上端封闭,左 边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的活塞。 两容器由装有阀门的极细管道相连, 容 器、活塞和细管都是绝热的。开始时,阀门关闭,左边容器中装有热力学温度为T0的单原 子理想气体,平衡时,活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开, 活塞便缓慢下降,直至系统达到平衡,求此时左边容器中活塞的高度和缸内气体的温度。 提示:一摩尔单原子理想气体的内能为(3/2)RT,其中R为摩尔气体常量,T 为气体的热力学温度。

(15-2)一个质量为 m。管口截面为 S 的薄壁长玻璃管内灌满密度为 p 的水银, 现把它竖直倒插在水银槽中,再慢慢向上提起, 直到玻璃管口刚与槽中的水银面接触。这时,玻 璃管内水银高度为 H,现将管的封闭端挂在天平

另一个盘的挂钩上,而在天平另一个盘中放砝码,如图 1。要使天平平衡,则所 加砝码质量等于()。

(15-10)1mol 理想气体缓慢地经历了一个循环过程,在 p-V 图中这一过程是一个椭圆,如图 6 所示.已知此气体若处在与椭圆中心 O′点所对应的状 态时,其温度为 T0 =300K.求在整个循环过程中气体的 最高温度 T1 ,和最低温度 T2 各是多少.

(14-6) 如图 5 所示,一薄壁钢筒竖直放在水平桌面上,桶内有一与底面平行并可上下移动的活 塞 K,它将筒割成 A,B 两部,两部分的总容量 V=8.31×10 米 3.活 塞导热性能良好,与桶壁无磨,不漏气.筒的顶部轻轻放上一质量与 活塞 K 相等的铅盒,盖与筒的上端边缘接触良好 ( 无漏气缝 隙 ).当桶内温度 t=27C 时,活塞上方 A 中盛有 nA=3.00 摩尔的理 想气体,下方 B 中盛有 nB=0,400 摩尔的理想气体,B 中气体中体积 占总容积的 1/10.现对桶内气体缓慢加热,把一定的热量传给气体,当达到平衡时,B 中气体体 积变为占总容积的 1/9.问桶内气体温度 t ′是多少?已知桶外大气压强为 p0=1.04×10 帕,普适 气体常数 R=8.31 焦/ 摩尔.开

.
(13-4)一个密闭的圆柱形气缸竖直放在水平桌面上,缸内有一与底面平行的可 上下滑动的活塞将气缸隔为两部分.活塞导热性能良好,与气缸壁之间无摩擦、 不漏气.活塞上方盛有 1.5 摩尔氢气,下方盛有 1 摩尔氧气,如图所示.它们的
氧气 氢气

温度始终相同.已知在温度为 320 开时,氢气的体积是氧气的 4 倍.试求在温度是多少时氢 气的体积是氧气的 3 倍.

(12-4)图 1 所示的 A、B 是两个管状容器,除了管较粗的部分高低不同外,其他一切全同。 将此两容器抽成真空,再同时分别插入两个水银池中。当水银柱停止运动时,问二管中水银 的温度是否相同?为什么?设水银与外界没有热交换。

(12-6)两端封闭的均匀玻璃管内,有一段水银柱将管内气体分为两部分。 玻璃管与水平面成α角如图 3,管内气体处于平衡状态。现保持 α角不便, 将玻璃管整个浸入较热的水中, 重新达到平衡。 试论证水银柱的位置是否变 化。如果变化,如何变?

(11-6)有一个两端开口、粗细均匀的 U 形玻璃细管,放置在竖直平面内,处在压强为 P0 的 大气中,两个竖直支管的高度均为 h,水平管的长度为 2h,玻璃细管的半径为 r,r<<h。今 将水平管内灌满密度为ρ 的水银如图 11-4 1.如将 U 型管两个竖直支管的开口分别密封起来,使其管内空气压 强均等于大气压强。问当 U 型管向右作匀加速移动时,加速度应为 多大时才能使水平管内水银长度稳定为(5/3)h

2.如将其中一个竖直支管的开口密封起来,使其管内气体压强为 1 个大气压。问当 U 型管绕以另一个竖直支管(开口的)为轴作匀速

转动时,转数 n 应为多大才能使水平管内水银长度稳定为(5/3)h

(u 型管作以上运动时,均不考虑管内水银液面的倾斜)

(11-11)图 10-11 所示为一放在支架上的直立汽缸,其上部圆筒的体积为 Vm,内有一质量为 2m、截面积为 2S 的很薄的活塞 A。下部圆筒足够长,内有一质 量为 m、截面积为 S 的活塞 B。两圆筒由一细而短的管道连通。 活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动。活塞 A 的上方盛有 1摩尔的理想气体,活塞 A、B 之间盛有2摩尔的同种理想气体。 达到平衡时,A 上方气体的温度为 T0,A、B 之间的气体的体积 大于 Vm。该理想气体每摩尔的内能 U 可用 U=cT 来表示,c 为恒 量,T 为热力学温度。设活塞、汽缸壁、管道都是不导热的,活 塞 B 处的大气压强为 p0.今通过上圆筒顶部的电热丝 L 对 A 上方气 体缓慢加热,若在整个过程中传递给 A 上方气体的热量为 Q0 ,问 1.在达到平衡时,A 上方气体的温度 Tf 等于多少? 2.在加热过程中,活塞 B 对大气所做的功 W 等于多少? 图 10-11 L

A

B
大气

(9-1)相对湿度是 水的比热[容]是 纯水在 焦耳/千克·开。 ℃时密度最大。 帕。



100℃的纯水的饱和蒸汽压是

(9-6)如图 9-3 所示,在一内径均匀的绝热的环形管内,有三个薄金属片制成的活塞将管隔 成三部分,活塞的导热性和封闭性良好,且可无摩擦地在圆环内 运动。三部分中盛有同一种理想气体。容器平放在水平桌面上, 起始时,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分气体的压强都是 p0,温度分别是 t1=- 3℃,t2=47℃,t3=27℃, 。三个活塞到圆环中心连线之间的夹角分 别是α 1=90°,α 2=120°,α 3=150°。


α
1

α
3


2

α


图 9-3

1.试求最后达到平衡时,三个活塞到圆环中心的连线之间的夹角各是多少? 2.已知一定质量的理想气体的内能的变化量与其温度的变化量成正比(与压强、体积 的变化无关) ,试求达到平衡时气体的温度和压强。

(7-3)有一壶水,水温是 10°C,把它放在火力恒定的炉火上烧,当气压为一大气压时,经 20 分钟就沸腾,若继续放在火上,试估算再经过多少分钟后,这壶水将被烧干。 (结果取两 位有效数字即可)

(7-10)一个质量 m=200.0kg,长 LO=2.00m 的薄底大金属桶倒扣在宽旷的水池底部, (如图 7-8)桶内的横截面积为 0.500 m (桶的容积为 LOS) , 桶本身(桶壁与桶底)的体积 v0 ? 2.50?10?2 m3 。桶 内封有高度为 L=0.200m 的空气,池深 H0=20.00m,大 气 压 强 P0 为 10 米 水 柱 高 , 水 的 密 度
2

? ? 1.000?103 kg m3 。重力加速度取 10 m s 2 ,若
用图中所示的吊绳将桶上提,使桶底能到达水面处, 则绳拉力所需做的功有一最小值,试求从开始到绳拉 力刚完成此功的过程中,桶和水(包括池水及桶内水) 的机械能改变了多少?(结果保留三位有效数字) 。不 计水的阻力,设水温很低,不计其饱和蒸气压的影响,并设水温上下均匀且保持不变。

(6-8)有一两端封闭的、横截面积均匀的 U 形玻璃管,两臂管内分别有适量的氢气 1 和氦气 2,一段水银柱把两种气体隔开,如图 6-3 所示,将此 U 形管两端朝上竖直立起,两臂中气 柱的长度分别为 L1=12cm, L2=18cm, ; 两端朝下竖直立起时, 气柱的长度分别为 L1' =12cm, L2'=18cm, 。问将此 U 形管平放在水平桌面上时,两臂中气柱的长度 L10 和 L20 各是多少? 设 U 形管两臂的长度相等,水银柱不断裂,没有发生气体从一臂通过水银逸入另一臂中的 情况。

L1 L2

L10

L2'
L20

L1'

图 6-3

(6-11)已知冰、水和水蒸气在一密闭容器内(容器内没有任何其他物质) 。如能三态平衡共 存,则系统的温度和压强必定分别是 t1=0.01℃和 P1=4.58mmHg。现在有冰、水和水蒸气各 1g 处于上述平衡状态。若保持总体积不变而对此系统缓缓加热,输入的热量 Q=0.255kJ,试 估算系统再达到平衡后冰、水和水蒸气的质量。已知在此条件下冰的升华热 L 升=2.83J/g, 水的汽化热 L 汽=2.49kJ/g。

(6-10)一个密闭容器内盛有水(未满) ,处于平衡状态。已知水在 14℃时的饱和蒸气压为 12.0mmHg。设水蒸气分子碰到水面时都变成水,气体分子的平均速率与气体的热力学温度 的平方根成正比, 试近似计算在 100℃和 14℃时, 单位时间内通过单位面积水面的蒸发变成 水蒸气分子之比 n100/n14 等于多少?(取一位有效数字)

(4-4)某地大气中的水汽没有达到饱和状态,若无其他水汽来源,则当气温升高后,以下各 物理量: A. 饱和水汽压____________________; B. 相对湿度______________________; C. 绝对湿度______________________; D. 露点______________________;

(4-7)在航天飞机座舱中原来有两个圆柱形洁净的玻璃容器,其中分别封装有水和水银(如 图) ,当航天飞机处于失重状态时,试把水和水银的表面形状分别画在两空框内。

(4-9)如图所示的杯中盛有密度均匀的混合液体,其密度为 ? 。经过一段时间后变为密度分 别为 ?1 和 ? 2 ( ? 2 > ?1 )的两层均匀液体。设其总体积不变,问杯中底面所受的液体压强 是否变化?若有变化,试证明你的结论。

(3-9)图 3-2 中所示为一两臂内径相同的 U 形管,其中盛有乙醚。两臂中各有一活塞与液面 紧密接触起始时两活塞在同一水平面上, 现将两活塞同时十分缓慢的上提, 左右臂活塞提高 的距离分别为 h 和 2h,然后将两活塞固定,两臂中液面的高度差为 。

图 3-2

(3-10)设一氢气球可自由膨胀以保持球内外的压强相等,则随着气球的不断升高,因大气 压强随高度而减小,气球将不断膨胀。如果氢气与大气皆可视为理想其他,大气的温度、平 均摩尔质量以及重力加速度随高度的变化皆可忽略,则气球在上升过程中所受的浮力 将 。

(3-11)一直立的不传热的刚性封闭圆筒,高度为 2h,被一水平透热隔板 C 分成体积皆为 V 的 A、B 两部分,如图 3-3,A 中充有一摩尔较轻的理想气体,其密度为ρ A。B 中充有一摩 尔较重的理想气体,其密度为ρ B。现将隔板抽开,上 A、B 两部分的气体在短时间内均匀 混合。若 A、B 中气体的定容摩尔热容量(一摩尔的气体在体积不变的条件下温度升高 1K

所吸收的热量) ,则两部分气体完全混合后的温度 T2 与混 合前的温度 T1 之差为 。

A C B

图 3-3

(2-5)估计在室温下,真空度达到 1 ? 10 mm 汞高时,容器内空气分子间的平均距离(取一 位有效数字) 。

?3

(1-35)一个粗细均匀的 U 形玻璃管在竖直平面内放置(如图) ,U 形管左端封闭,右端通大 气,大气压强为 Po。管内装有水银,两边水银面的高度差为 h,左管 内空气柱的长度为 L。如果让该管在原来竖直平面内自由下落,求两 边水银面的高度差。


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