第三章 热分析习题-201410

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工程热力学03章习题提示与答案

工程热力学03章习题提示与答案

而p 、p ,V 、V ,T 、T ,n 、n 等均为已知。现使A、B两部分气体通过活塞传热及移动活塞而使两
A
BB
A
BB
A
BB
A
BB
部分达到相同的温度及压力。设比热容为定值,活塞和缸的摩擦可忽略不计,试证明:
T
= TA
nA nA + nB
+ TB
nB nA +nB
,
p
=
pA
VA VA + VB
+
pB
− s10
− Rln
p2 p1
,标准状态熵由热力性质表查取;(2)比热容为定值时,熵变为
Δs
=
c
p0
ln
T2 T1
− Rln
p2 p1

答案:(1) Δs = 23.52 J/(mol·K);(2) Δs = 22.73 J/(mol·K)。
3-12 有一空储气罐自输气总管充气,若总管中空气的压力为0.6 Mpa、温度为27 ℃,试求:(1)当罐 内压力达到0.6 MPa时罐内空气的温度;(2)罐内温度和输气总管内空气温度的关系。
提示:空气看做理想气体,比热容看作定值。
答案: ΔS = -0.023 28 kJ/K。
·12·
3-11 有1 mol氧,其温度由300K升高至600 K,且压力由0.2 MPa降低到0.15 MPa,试求其熵的变化: (1)按氧的热力性质表计算;(2)按定值比热容计算。
提示:(1) Δs =
s
0 2
习题提示与答案第三章理想气体热力学能焓比热容和熵的计算31有1kg氮气若在定容条件下受热温度由100升高到500试求过程中氮所吸收的热量

热力学与统计物理答案(汪志诚)

热力学与统计物理答案(汪志诚)

第一章 热力学的基本规律习题1.1 试求理想气体的体胀系数α,压强系数β和等温压缩系数T κ。

解:由得:nRT PV = V nRTP P nRT V ==; 所以, T P nR V T V V P 11)(1==∂∂=αT PV RnT P P V /1)(1==∂∂=βP PnRT V P V V T T /111)(12=--=∂∂-=κ习题1.2 试证明任何一种具有两个独立参量的物质p T ,,其物态方程可由实验测得的体胀系数α及等温压缩系数T κ,根据下述积分求得:⎰-=)(ln dp dT V T κα如果1Tα=1T p κ= ,试求物态方程。

解: 因为0),,(=p V T f ,所以,我们可写成),(p T V V =,由此, dp p V dT T V dV T p )()(∂∂+∂∂=, 因为T T p pVV T V V )(1,)(1∂∂-=∂∂=κα 所以, dp dT VdVdp V dT V dV T T κακα-=-=,所以, ⎰-=dp dT V T καln ,当p T T /1,/1==κα.CT pV pdpT dT V =-=⎰:,ln 得到 习题 1.3测得一块铜块的体胀系数和等温压缩系数分别为1510*85.4--=K α和1710*8.7--=n T p κ,T κα,可近似看作常量,今使铜块加热至10°C 。

问(1压强要增加多少n p 才能使铜块体积不变?(2若压强增加100n p ,铜块的体积改多少 解:分别设为V xp n ∆;,由定义得:74410*8.7*10010*85.4;10*858.4----=∆=V x T κ所以,410*07.4,622-=∆=V p x n习题 1.4描述金属丝的几何参量是长度L ,力学参量是张力η,物态方程是0),,(=T L f η实验通常在n p 1下进行,其体积变化可忽略。

线胀系数定义为ηα)(1TL L ∂∂=等杨氏摸量定义为T L A L Y )(∂∂=η其中A 是金属丝的截面积,一般说来,α和Y 是T 的函数,对η仅有微弱的依赖关系,如果温度变化范不大,可看作常数。

化工习题答案-第三章

化工习题答案-第三章

化⼯习题答案-第三章第三章传热过程和传热设备⼀.本章总结1传热过程凡是存在温度差就必然导致热量⾃发地从⾼温向低温处传递,这⼀过程称为热量传递过程,简称传热过程。

包括热传导、热对流、热辐射三种形式,⼀般热传导在固液⽓三相均可发⽣,没有物质宏观运动;⽽热对流仅发⽣在流体中,流体各部分之间存在宏观运动;热辐射则伴于热对流和热辐射之中。

以列管换热器为例:热量先从热流体主体通过对流传热⾄管壁内侧;然后通过管壁的导热将热量由管壁内侧传⾄外侧;最后⼜通过对流传热,由管壁外侧传⾄冷流体主体。

2热量衡算在⾮稳态系统中,热量衡算式为:积累输出输⼊φφφ+= 在稳态系统中,没有热量积累则:输出输⼊φφ=⽆相変时,热流体输出的热量为:)(21,,h h h p h m h T T c q -=φ⽆相变时,冷流体得到的热量为:)(12,,c c c p c m c T T c q -=φ上述两式中:φ——传热速率,Wq ——流体的质量流量,kg/sc ——流体的质量定压热容,J/(k g ·K ) T 1,T 2——分别为流体进、出体系的温度,K 下标h ,c 分别表⽰热流体(hot )和冷流体(cold ) 3热传导基本概念和傅⾥叶定律3.1 温度场:任⼀瞬间存在⼀定温度分布的空间,称为温度场。

若温度场内各点温度随时间变化,则为不稳定温度场,反之则为稳定温度场。

3.2 温度梯度:温度差和两等温⾯之间的垂直距离之⽐的极限称为温度梯度,它是沿等温⾯垂直⽅向的向量,正⽅向是朝温度增加的⽅向。

公式为:lim ?t →⽐,且热流⽅向沿温度降低的⽅向,即:dndtA d dQ λτ-= 稳定导热时:dndtAλτφ-==Q式中:φ——单位时间传递的热量,也称热流量,W ;A ——导热⾯积,即垂直于热流⽅向的截⾯积,m 2;λ——热导率,W/(m ·K ); dndt——温度梯度,K/m 。

4热导率4.1 热导率在数值上等于单位温度梯度下、单位导热⾯积上、单位时间内所传导的热量,即单位温度梯度下所传导的热流通量。

热统习题解答(全]

热统习题解答(全]

第一章 热力学的基本规律1.1 试求理想气体的体胀系数α,压强系数β和等温压缩系数κ。

解: 理想气体的物态方程为RT pV =,由此可算得: PP V V k T T P P T T V V T V P 1)(1;1)(1,1)(1=∂∂-==∂∂==∂∂=βα1.2 证明任何一种具有两个独立参量T ,P 的物质,其物态方程可由实验测得的体胀系数α及等温压缩系数κ ,根据下述积分求得: ⎰-=)(ln kdP adT V ,如果Pk T a 1,1==,试求物态方程。

证明:dp p VdT T V p T dV T P )()(),(∂∂+∂∂= 两边除以V,得dp dT dp p VV dT T V V V dV T P κα-=∂∂+∂∂=)(1)(1积分后得 ⎰-=)(ln kdP adT V 如果,1,1p T ==κα代入上式,得C P T PdP T dT V ln ln ln )(ln +-=-=⎰所以物态方程为:CT PV =与1mol 理想气体得物态方程PV=RT 相比较,可知所要求的物态方程即为理想气体物态方程。

1.3在00C 和1atm 下,测得一块铜的体胀系数和压缩系数为a=4.185×10-5K -1,k=7.8×10-7atm -1。

a 和k 可以近似看作常数。

今使铜加热至100C ,问(1)压力要增加多少大气压才能使铜块的体积维持不变?(2)若压力增加100atm ,铜块的体积改变多少?解:(a )由上题dp dT dp p VV dT T V V V dV T P κα-=∂∂+∂∂=)(1)(1体积不变,即0=dV所以dT kadP = 即atm T k a P 62210108.71085.475=⨯⨯⨯=∆=∆-- (b)475121211211007.4100108.7101085.4)()(---⨯=⨯⨯-⨯⨯=---=-=∆p p T T V V V V V κα可见,体积增加万分之4.07。

物理化学第三章习题答案

物理化学第三章习题答案

第三章热力学第二定律3.1 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作;求1 热机效率;2 当向环境作功时,系统从高温热源吸收的热及向低温热源放出的热;解:卡诺热机的效率为根据定义3.2 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求:1 热机效率;2 当从高温热源吸热时,系统对环境作的功及向低温热源放出的热解:1 由卡诺循环的热机效率得出23.3 卡诺热机在的高温热源和的低温热源间工作,求1热机效率;2当向低温热源放热时,系统从高温热源吸热及对环境所作的功;解: 123.4 试说明:在高温热源和低温热源间工作的不可逆热机与卡诺机联合操作时,若令卡诺热机得到的功r W 等于不可逆热机作出的功-W ;假设不可逆热机的热机效率大于卡诺热机效率,其结果必然是有热量从低温热源流向高温热源,而违反势热力学第二定律的克劳修斯说法;证: 反证法 设 r ir ηη>不可逆热机从高温热源吸热,向低温热源放热,对环境作功则逆向卡诺热机从环境得功从低温热源吸热向高温热源放热则若使逆向卡诺热机向高温热源放出的热不可逆热机从高温热源吸收的热相等,即总的结果是:得自单一低温热源的热,变成了环境作功,违背了热力学第二定律的开尔文说法,同样也就违背了克劳修斯说法;3.5 高温热源温度,低温热源温度,今有120KJ的热直接从高温热源传给低温热源,求此过程;解:将热源看作无限大,因此,传热过程对热源来说是可逆过程3.6 不同的热机中作于的高温热源及的低温热源之间;求下列三种情况下,当热机从高温热源吸热时,两热源的总熵变;1 可逆热机效率;2 不可逆热机效率;3 不可逆热机效率;解:设热机向低温热源放热,根据热机效率的定义因此,上面三种过程的总熵变分别为;3.7 已知水的比定压热容;今有1 kg,10℃的水经下列三种不同过程加热成100 ℃的水,求过程的;1系统与100℃的热源接触;2系统先与55℃的热源接触至热平衡,再与100℃的热源接触;3系统先与40℃,70℃的热源接触至热平衡,再与100℃的热源接触;解:熵为状态函数,在三种情况下系统的熵变相同在过程中系统所得到的热为热源所放出的热,因此3.8 已知氮N2, g的摩尔定压热容与温度的函数关系为将始态为300 K,100 kPa下1 mol的N2g置于1000 K的热源中,求下列过程1经恒压过程;2经恒容过程达到平衡态时的;解:1在恒压的情况下2在恒容情况下,将氮N2, g看作理想气体将代替上面各式中的,即可求得所需各量3.9 始态为,的某双原子理想气体1 mol,经下列不同途径变化到,的末态;求各步骤及途径的;1 恒温可逆膨胀;2先恒容冷却至使压力降至100 kPa,再恒压加热至;3 先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa,再恒压加热至;解:1对理想气体恒温可逆膨胀,△U= 0,因此2先计算恒容冷却至使压力降至100 kPa,系统的温度T:3同理,先绝热可逆膨胀到使压力降至100 kPa时系统的温度T:根据理想气体绝热过程状态方程,各热力学量计算如下3.10 1mol理想气体在T=300K下,从始态100KPa 到下列各过程,求及;1 可逆膨胀到压力50Kpa;2 反抗恒定外压50Kpa,不可逆膨胀至平衡态;3 向真空自由膨胀至原体积的2倍3.11 某双原子理想气体从始态,经不同过程变化到下述状态,求各过程的解:1 过程1为PVT变化过程232.12 2 mol双原子理想气体从始态300 K,50 dm3,先恒容加热至400 K,再恒压加热至体积增大到100 dm3,求整个过程的;解:过程图示如下先求出末态的温度因此,3.13 4mol单原子理想气体从始态750K,150KPa,先恒容冷却使压力降至50KPa,再恒温可逆压缩至100KPa,求整个过程的解:ab3.14 3mol双原子理想气体从始态,先恒温可逆压缩使体积缩小至,再恒压加热至,求整个过程的及;解:ab3.15 5 mol单原子理想气体,从始态300 K,50 kPa先绝热可逆压缩至100 kPa,再恒压冷却至体积为85dm3的末态;求整个过程的Q,W,△U,△H及△S;3.16 始态300K,1MPa的单原子理想气体2mol,反抗0.2MPa的恒定外压绝热不可逆膨胀至平衡态;求过程的解:3.17 组成为的单原子气体A与双原子气体B的理想气体混合物共10 mol,从始态,绝热可逆压缩至的平衡态;求过程的;解:过程图示如下混合理想气体的绝热可逆状态方程推导如下容易得到3.18 单原子气体A与双原子气体B的理想气体混合物共8 mol,组成为,始态;今绝热反抗恒定外压不可逆膨胀至末态体积的平衡态;求过程的;解:过程图示如下先确定末态温度,绝热过程,因此3.19 常压下将100 g,27℃的水与200 g,72℃的水在绝热容器中混合,求最终水温t及过程的熵变;已知水的比定压热容;解:3.20 将温度均为300K,压力均为100KPa的100的的恒温恒压混合;求过程,假设和均可认为是理想气体;解:3.21 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板一侧为2mol的200K,的单原子理想气体A,另一侧为3mol的400K,100的双原子理想气体B;今将容器中的绝热隔板撤去,气体A与气体B混合达到平衡态,求过程的;解:A Bn=2mol n=3moln=2+3molT=200K T=400K T=V=V=V=∵绝热恒容 混合过程,Q = 0, W = 0 ∴△U = 00=40025×320023×20=4002002222)-)+-)-)+-T R T R T C n T C n B m ,V B A m ,V A ((((T 2 = 342.86K注:对理想气体,一种组分的存在不影响另外组分;即A 和B 的末态体积均为容器的体积;3.22 绝热恒容容器中有一绝热耐压隔板,隔板两侧均为N 2g;一侧容积50 dm 3,内有200 K 的N 2g 2 mol ;另一侧容积为75 dm 3, 内有500 K 的N 2g 4 mol ;N 2g 可认为理想气体;今将容器中的绝热隔板撤去,使系统达到平衡态;求过程的;解:过程图示如下同上题,末态温度T 确定如下经过第一步变化,两部分的体积和为即,除了隔板外,状态2与末态相同,因此注意21与22题的比较;3.23 甲醇在101.325KPa下的沸点正常沸点为,在此条件下的摩尔蒸发焓,求在上述温度、压力条件下,1Kg液态甲醇全部成为甲醇蒸汽时;解:3.24 常压下冰的熔点为0℃,比熔化焓,水的比定压热熔;在一绝热容器中有1 kg,25℃的水,现向容器中加入0.5 kg,0℃的冰,这是系统的始态;求系统达到平衡后,过程的;解:过程图示如下将过程看作恒压绝热过程;由于1 kg,25℃的水降温至0℃为只能导致克冰融化,因此3.25 常压下冰的熔点是,比熔化焓,水的比定压热熔,系统的始态为一绝热容器中1kg,的水及0.5kg 的冰,求系统达到平衡态后,过程的熵; 解:3.27 已知常压下冰的熔点为0℃,摩尔熔化焓,苯的熔点为5.5 1℃,摩尔熔化焓;液态水和固态苯的摩尔定压热容分别为及;今有两个用绝热层包围的容器,一容器中为0℃的8 mol H2Os与2 mol H2Ol成平衡,另一容器中为5.510℃的5 mol C6H6l与5 mol C6H6s成平衡;现将两容器接触,去掉两容器间的绝热层,使两容器达到新的平衡态;求过程的;解:粗略估算表明,5 mol C6H6l 完全凝固将使8 mol H2Os完全熔化,因此,过程图示如下总的过程为恒压绝热过程, ,3.28 将装有0.1 mol乙醚C2H52Ol的小玻璃瓶放入容积为10 dm3的恒容密闭的真空容器中,并在35.51℃的恒温槽中恒温;35.51℃为在101.325 kPa下乙醚的沸点;已知在此条件下乙醚的摩尔蒸发焓;今将小玻璃瓶打破,乙醚蒸发至平衡态;求1乙醚蒸气的压力;2过程的;解:将乙醚蒸气看作理想气体,由于恒温各状态函数的变化计算如下△H=△H1+△H2△S=△S1+△S2忽略液态乙醚的体积3.30.容积为20 dm3的密闭容器中共有2 mol H2O成气液平衡;已知80℃,100℃下水的饱和蒸气压分别为及,25 ℃水的摩尔蒸发焓;水和水蒸气在25 ~ 100 ℃间的平均定压摩尔热容分别为和;今将系统从80℃的平衡态恒容加热到100℃;求过程的;解:先估算100 ℃时,系统中是否存在液态水;设终态只存在水蒸气,其物质量为n, 则显然,只有一部分水蒸发,末态仍为气液平衡;因此有以下过程:设立如下途径第一步和第四步为可逆相变,第二步为液态水的恒温变压,第三步为液态水的恒压变温;先求80℃和100℃时水的摩尔蒸发热:3.31. O2g的摩尔定压热容与温度的函数关系为已知25 ℃下O2g的标准摩尔熵;求O2g 在100℃,50 kPa下的摩尔规定熵值;解:由公式3.32. 若参加化学反应的各物质的摩尔定压热容可表示为试推导化学反应的标准摩尔反应熵与温度T的函数关系式,并说明积分常数如何确定;解:对于标准摩尔反应熵,有式中3.33. 已知25℃时液态水的标准摩尔生成吉布斯函,水在25℃时的饱和蒸气压;求25℃时水蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数; 解:恒温下3.34. 100℃的恒温槽中有一带有活塞的导热圆筒,筒中为2 mol N2g及装与小玻璃瓶中的3 mol H2Ol;环境的压力即系统的压力维持120 kPa不变;今将小玻璃瓶打碎,液态水蒸发至平衡态;求过程的;已知:水在100℃时的饱和蒸气压为,在此条件下水的摩尔蒸发焓;3.35. 已知100℃水的饱和蒸气压为101.325 kPa,此条件下水的摩尔蒸发焓;在置于100℃恒温槽中的容积为100 dm3的密闭容器中,有压力120 kPa的过饱和蒸气;此状态为亚稳态;今过饱和蒸气失稳,部分凝结成液态水达到热力学稳定的平衡态;求过程的;解:凝结蒸气的物质量为热力学各量计算如下3.36 已知在101.325 kPa下,水的沸点为100℃,其比蒸发焓;已知液态水和水蒸气在100~120℃范围内的平均比定压热容分别为:及;今有101.325 kPa下120℃的1 kg过热水变成同样温度、压力下的水蒸气;设计可逆途径,并按可逆途径分别求过程的及;解:设计可逆途径如下3.37 已知在100 kPa下水的凝固点为0℃,在-5 ℃,过冷水的比凝固焓,过冷水和冰的饱和蒸气压分别为,;今在100 kPa下,有-5℃ 1 kg的过冷水变为同样温度、压力下的冰,设计可逆途径,分别按可逆途径计算过程的及;解:设计可逆途径如下第二步、第四步为可逆相变,,第一步、第五步为凝聚相的恒温变压过程,,因此3.38 已知在-5℃,水和冰的密度分别为和;在-5℃,水和冰的相平衡压力为59.8 MPa;今有-℃C的1 kg水在100 kPa下凝固成同样温度下的冰,求过程的;假设,水和冰的密度不随压力改变;3.39 若在某温度范围内,一液体及其蒸气的摩尔定压热容均可表示成的形式,则液体的摩尔蒸发焓为其中,为积分常数; 试应用克劳修斯-克拉佩龙方程的微分式,推导出该温度范围内液体的饱和蒸气压p的对数ln p与热力学温度T 的函数关系式,积分常数为I;解:克—克方程为不定积分:3.40 化学反应如下:1利用附录中各物质的Sθm,△f Gθm数据,求上述反应在25℃时的△r Sθm,△r Gθm;2利用附录中各物质的△f Gθm数据,计算上述反应在25℃时的;325℃,若始态CH4g和H2g的分压均为150 kPa,末态COg和H2g的分压均为50 kPa,求反应的;解:3.41 已知化学反应中各物质的摩尔定压热容与温度间的函数关系为这个反应的标准摩尔反应熵与温度的关系为试用热力学基本方程推导出该反应的标准摩尔反应吉布斯函数与温度T的函数关系式;说明积分常数如何确定;解:根据方程热力学基本方程4.42 汞Hg在100 kPa下的熔点为-38.87℃,此时比融化焓;液态汞和固态汞的密度分别为和;求:1压力为10MPa下汞的熔点;2若要汞的熔点为-35℃,压力需增大之多少;解:根据Clapeyron方程,蒸气压与熔点间的关系为3.43 已知水在77℃时的饱和蒸气压为41.891 kPa;水在101.325 kPa下的正常沸点为100℃;求 1下面表示水的蒸气压与温度关系的方程式中的A和B值;2在此温度范围内水的摩尔蒸发焓;3在多大压力下水的沸点为105℃;解:1将两个点带入方程得2根据Clausius-Clapeyron方程33.44 水H2O和氯仿CHCl3在101.325 kPa下的正常沸点分别为100℃和61.5℃,摩尔蒸发焓分别为和;求两液体具有相同饱和蒸气压时的温度;解:根据Clausius-Clapeyron方程设它们具有相同蒸气压时的温度为T,则3.45 因同一温度下液体及其饱和蒸汽压的摩尔定压热容不同故液体的摩尔蒸发焓是温度的函数,试推导液体饱和蒸汽压与温度关系的克劳修斯——克拉佩龙方程的不定积分式;解:克—克方程不定积分得:3.46 求证:2 对理想气体证明:由H=fH,P可得对理想气体,3.50证明 1焦耳-汤姆逊系数2对理想气体证明:由H=fT,PdP PHdT T H dH T m p m m )()(∂∂+∂∂= m p Tm p m T m H C P HTH P H P T,)()()()(∂∂-=∂∂∂∂-=∂∂VdP TdS dH +=V PST P H T T +∂∂=∂∂∴)()(麦克斯韦关系式 P T T VP S )()(∂∂=∂∂- 代入上式V T TVP H P T +∂∂-=∂∂)()(T J mp m p mH C V T T V PT -=-∂∂-=∂∂μ,)()(2对于理想气体 p nRT V =pRT V m = p RT V p m =∂∂)(0,,=-=-=-mp m m m p mT J C V V C V T pRμ。

物理化学复习题目(含答案)

物理化学复习题目(含答案)

物理化学总复习第一章热力学第一定律1.热力学第一定律U Q W∆=+只适用于:(A)单纯状态变化(B)相变化(C)化学变化(D)封闭体系的任何变化2.1mol单原子理想气体,在300K时绝热压缩到500K,则其焓变∆约为:4157JH3.关于热和功,下面说法中,不正确的是:(A)功和热只出现在体系状态变化的过程中,只存在于体系和环境的界面上(B)只有封闭体系发生的过程中,功和热才有明确的意义(C)功和热不是能量,而是能量传递的两种形式,可称为被交换的能量(D)在封闭体系中发生的过程,如果内能不变,则功和热对体系的影响必互相抵消4.涉及焓的下列说法中正确的是:答案:D(A)单质的焓值均为零(B)在等温过程中焓变为零(C)在绝热可逆过程中焓变为零(D)化学反应中体系的焓变不一定大于内能变化5.下列过程中,体系内能变化不为零的是:(A)不可逆循环过程(B)可逆循环过程(C )两种理想气体的混合过程 (D )纯液体的真空蒸发过程6. 对于理想气体,下列关系中那个是不正确的?答案:A(A )0)TU(V =∂∂ (B ) 0)V U (T =∂∂ (C ) 0)P U (T =∂∂ (D )0)PH(T =∂∂ 7. 实际气体的节流膨胀过程中,哪一组的描述是正确的?(A ) Q = 0 ;H ∆ =0;P ∆< 0 (B ) Q = 0 ;H ∆ = 0;P ∆> 0 (C ) Q > 0 ;H ∆ =0;P ∆< 0 (D ) Q < 0 ;H ∆ = 0;P ∆< 0 8. 3mol 的单原子理想气体,从初态T 1=300 K 、p 1=100kPa 反抗恒定的外压50kPa 作不可逆膨胀至终态T 2=300 K 、p 2=50kPa ,对于这一过程的Q= 3741J 、W= -3741 J 、U ∆= 0 、H ∆= 0 。

9. 在一个绝热的刚壁容器中,发生一个化学反应,使物系的温度从T 1升高到T 2,压力从p 1升高到p 2,则:Q = 0 ;W = 0 :U ∆ = 0。

热学教程习题参考解(第三章)

热学教程习题参考解(第三章)

《热学教程》习题参考答案第三章 习 题3-1. 在掷两颗骰子时,组成总点数为2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12的概率各为多少? 并用所得结果检验归一化条件.(答: P 2=P 12=361,P 3= P 11=181,P 4= P 10=121,P 5= P 9=91,P 6=P 8=365,P 7=1;1P 122=∑=i i )解:每个骰子有六个面,在条件完全等同的情况下掷骰子,出现每个面的概率都相等,等于()61,满足等概率原理. 当掷两个骰子时,出现任意一种组合的概率为()361. 考虑到骰子的六个面形成三组对称面,分别为1-6,2-5,3-4. 故出现两颗骰子总数为2的概率与出现总数为12的概率相等;同理出现总数为3与总数为11的概率相等,故一般情况下出现总数为i 和()i -14的概率满足关系式:i i P P =-14,12,,3,2 =i .因此, 可以写出:()361122==P P ,()181113==P P ,为什么掷两个骰子时出现总数为3的概率比总数为2的概率大一倍?这是因为形成总数为2时的两骰子,只有一种组合()1,1;而形成总数为3时的两骰子,可以有两种组合:()1,2 或 ()2,1. 作类似分析可知:()121104==P P ,两面的可能组合为()2,2,()1,3,()3,1;()195==P P ,组合为()4,1,()1,4,()3,2,()2,3;()586==P P ,组合为()3,3,()4,2,()2,4, ()5,1,()1,5;()617=P ,组合为()6,1,()1,6,()5,2,()2,5,()4,3,()3,4.不难看出总概率之和满足归一条件:1122=∑=i i P ,这结果说明,只要掷两个骰子一次,总会出现各种可能组合中的一种组合,事件总是会发生的.3-2. 从一副扑克的52张牌中,任意抽取两张,问都是红桃的概率有多大?( 答: 5.88 %) 解:3-3 甲、乙两个高射炮手同时射击一入侵敌机,甲和乙分别击中敌机的概率为60% 和50%,问敌机被击落的概率为多少? ( 答:80% ) 解:3-4. 计算300K 时氧分子的最概然、平均和方均根速率.(答:395 m/s,446 m/s,483 m/s) 解: 氧分子的最概然、平均和方均根速率分别为:13s m 395103230031.822--⋅=⨯⨯⨯==μRTv p , 13s m 446103214.330031.888--⋅=⨯⨯⨯⨯==μπRTv , 132s m 483103230031.833--⋅=⨯⨯⨯==μRTv . 3-5. 气体分子速率与最概然速率之差不超过1%的分子数目占全部分子数目的百分之几? (答:1.66 %)解: 应用麦克斯韦速率分布律,可得:(),%66.10166.002.042exp 24B 2p 23B 2p p ==⨯⨯==∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆ev T k mv T k m v Nv N πππ其中的 p 02.0v v =∆;m T k v B p 2=.3-6. 试就下列几种情况,求气体分子数目占总分子数目的比率:(1) 速率在区间p p ~v v 1.01内;(2) 速度分量x v 在区间p p ~v v 1.01内;(3) 速度分量x v ,z y v v ,同时在区间p p ~v v 1.01内.(答:8.3×103-;2.08×103-;9×109-) 解: (1)();103.801.0401.02ex p 243p B 2p 3B 2p -⨯=⨯⨯=⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆e v T k mv T k m v Nv N p πππ (2)();1008.201.001.02ex p 23p B 2p 21B p -⨯=⨯=⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆e v T k mv T k m N v N ππ (3)()932363p 6B 2p 23B p 1094.8101023ex p 2---⨯=⨯=⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∆e v T k mv T k m N v N ππ 3-7. 设有一群粒子具有下列速率分布:试求:(1)平均速率v ;(2)方均根速率2v ;(3)最概然速率p v .(答:(1)318m/s ;(2)337m/s ;(3)400m/s) 解:(1);s m 31820806040205002040080300602004010020=++++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑∑iiiii N v N v(2)s m 33722==∑∑iiii i N v N v ;(3)s m 400p =v .3-8. 设氢气的温度为300K,求速率在3000~3010m/s 之间的分子数1n 与速率在最概然速率附近10~p p +v v m/s 之间的分子数2n 之比.(答:26.5 %)解: 应用麦克斯韦速率分布律,可得两种速率区间内气体分子数之比为:()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆∆=2p 2p212p 21p p 11p 1ex p v v v v v v v f v v f n n , 已知式中的 ;m 157910230031.822,s m 30003p 1=⨯⨯⨯===-μRT v v,s m 10p 1=∆=∆v v 故可求得()%5.26265.0p 1==n n .3-9. 证明: 若以最概然速率为度量气体分子速率的单位,用u 表示此相对速率,则速率处于u u u d ~+之间的分子数与气体的温度无关.解: 以最概然速率m T k v B p 2=为单位,衡量气体分子的速率,可以引进无量纲速 率()p v v u =,从而可写出无量纲的麦克斯韦速率分布律及其分布函数:()()u u f N u N d d =, ()()22ex p 4u u u f -=π. 不难看出,无量纲的麦克斯韦速率分布律仍然满足归一条件,而且与温度明显无关.3-10. 根据麦克斯韦速率分布律,求速率倒数的平均值 v / 1,并与速率平均值v 的倒数相比较.(答:T k m B 2π)解: 应用麦克斯韦速率分布律,可得:()21B 20B 223B 02d 2ex p 22d 11⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎰⎰∞∞T k m v T k mv T k m v v f v v πππ,显然它较之平均速率的倒数 21B 81⎪⎪⎭⎫⎝⎛=T k m v π要大. 3-11. 用泻流分离从天然铀中将同位素U 235浓缩到99.5%,需作几级泻流?(答:2395)解: 应用能计算泻流使轻组元较之种组元相对富集的公式2122121''β⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛m m n n n n ,式中的‘1’和‘2’分别表示泻流气体中的轻组元6235F U 和重组元6238F U ;1m 和2m 分别是轻和重组元的分子质量,即它们的摩尔质量分别为/m ol kg 349.0A 11==N m μ和kg/mol 352.0A 22==N m μ,这里的A N 是阿伏伽德罗常数;1n ,'1n 和2n ,'2n 分别表示轻和重组元在泻流前和经过β次泻流后的丰度,由题意可知:%7.01=n ,%3.992=n 和%5.99'1=n ,%5.0'2=n .故可求得泻流级数为:2395349352ln 5.07.03.995.99ln 2ln ln 22112'2'1=⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=m m n n n n β. 3-12. N 个气体分子满足如图所示的速率分布,试(1)由N 和0v 求a ;(2)求速率在1.500~v v 2.0之间的分子数目;(3)求分子的平均速率.(答:(1) 032v N ;(2)3N ;(3)9110v )解:(1) 由归一条件可得:()()()N v v f N v v f N v v f N v v v =+=⎰⎰⎰∞0200d d d ,按题意可知:()()a v f N v v v av v f N v v =>=≤,;,000,故得()N av av v v a v v f N ==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎰∞232d 002000, 032v Na =; 习题3-12图(2)气体分子速率在000.2~5.1v v 之间的分子数目为()35.0d d 00.25.10.25.10N v a v a v v f N v v v v===⎰⎰; (3)气体分子的平均速率为()020000911d 32d d 000v v v v v v N v a vv v f v v v v v =+==⎰⎰⎰∞。

参考答案(第3章)

参考答案(第3章)
第三章、材料加工中的流动与传热
1、以实例分析流体在运动过程中产生吸气现象的条件。 2、在铸型的浇注过程中,铸型与液态金属界面上的温度分布是否均匀是否均匀?其程度与 哪些因素有关? 3、对凝固潜热的处理有哪些方法?如何合理地选用? 4、用平方根定律计算凝固时间,其误差对半径相同的球体和圆柱体来说,何者为大?对大 铸件和小铸件来说何者为大?对熔点高者和熔点低者何者为大? 5、在热处理的数值计算中,热物性参数如何确定?为何特别强调表面传热系数的作用?如 何选择和确定表面传热系数? 6、 焊接热过程的复杂性体现在哪些方面? 7、 焊接热源有哪几种模型?焊接传热的模型有哪几种?
8、热源的有效功率 q = 4200W ,焊速 v = 0.1cm s ,在厚大件上进行表面堆焊,试求准稳
态 时 A ( x = −2.0cm, y = 0.5cm, z = 0.3cm) 的 温 度 。( 低 碳 钢 的 热 物 性 参 数 :
a = 0.1cm2 s , λ = 0.42W (cm�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

1.热学习题解答

1.热学习题解答

第二篇 热 学 第一章 温度一、选择题1.在一密闭容器中,储有A 、B 、C 三种理想气体,处于平衡状态,A 种气体的分子数密度为n 1,它产生的压强为p 1,B 种气体的分子数密度为2n 1,C 种气体分子数密度为3n 1,则混合气体的压强p 为 (A )3p 1 (B )4p 1 (C )5p 1 (D )6p 12.若理想气体的体积为V ,压强为p ,温度为T ,一个分子的质量为m ,k 为玻尔兹曼常数,R 为摩尔气体常数,则该理想气体的分子数为:(A )m pV (B )kT pV (C )RT pV (D )mT pV二、填空题1.定体气体温度计的测温气泡放入水的三相点管的槽内时,气体的压强为Pa 31065.6⨯ 。

用此温度计测量373.15K 的温度时,气体的压强是 ,当气体压强是Pa 3102.2⨯时,待测温度是 k, 0C 。

三、计算题1.一氢气球在200C 充气后,压强为1.2atm ,半径为1.5m 。

到夜晚时,温度降为100C ,气球半径缩为1.4m ,其中氢气压强减为1.1 atm 。

求已经漏掉了多少氢气?第二章 气体分子动理论一、选择题1. 两个相同的容器,一个盛氢气,一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体),开始时它们的压强和温度都相等。

现将6 J 热量传给氦气,使之升高到一定温度。

若使氦气也升高同样的温度,则应向氦气传递热量:(A) 6 J (B) 10 J (C) 12 (D) 5 J 2. 在标准状态下, 若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比2121=V V ,则其内能之比21/E E 为:(A) 1/2 (B) 5/3 (C) 5/6 (D) 3/10 3. 在容积V = 4×103-m 3的容器中,装有压强p = 5×102P a 的理想气体,则容器中气分子的平均平动动能总和为:(A) 2 J (B) 3 J (C) 5 J (D) 9 J4. 若在某个过程中,一定量的理想气体的内能E 随压强 p 的变化关系为一直线(其延长线过E ~ p 图的原点),则该过程为(A) 等温过程 (B) 等压过程(C) 等容过程 (D) 绝热过程5. 若)(v f 为气体分子速率分布函数,N 为分子总数,m 为分子质量,则)(21221v Nf mv v v ⎰d v 的物理意义是:(A) 速率为v 2的各分子的总平均动能与速率为v 1的各分子的总平均动能之差。

热力学课程习题解答-109页精选文档

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目录第一章 (1)第二章 (18)第三章 (258)第一章 温 度1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数:(1)华氏温标和摄氏温标;(2)华氏温标和热力学温标;(3)摄氏温标和热力学温标? 解:(1)Q 9325F t t =+∴当F t t =时,即可由9325t t =+,解得325404t ⨯=-=- 故在40c -o 时 F t t =(2)又Q 273.15T t =+ ∴当F T t =时 则即9273.15325t t +=+ 解得:241.155301.444t ⨯== ∴273.15301.44574.59T K =+= 故在574.59T K =时,F T t =(3)Q 273.15T t =+ ∴若T t = 则有273.15t t += 显而易见此方程无解,因此不存在T t =的情况。

1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时,其中气体的压强为50mmHg 。

(1)用温度计测量300K 的温度时,气体的压强是多少? (2)当气体的压强为68mmHg 时,待测温度是多少? 解:对于定容气体温度计可知:()273.15trPT P K P = (1) 115030055273.16273.16tr P T P mmHg ⨯===(2) 2268273.16273.1637250tr P T KK K P === 1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K ,试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。

题1-4图解:根据00lim ()273.16limtr tr P P trP T T P K P →→==已知 冰点273.15T K =你∴0273.15lim0.99996273.16273.16tr P trP T KP K K →==。

1-4 用定容气体温度计测量某种物质的沸点。

原来测温泡在水的三相点时,其中气体的压强500tr P mmHg =;当测温泡浸入待测物质中时,测得的压强值为734P mmHg =,当从测温泡中抽出一些气体,使tr P 减为200mmHg 时,重新测得293.4P mmHg =,当再抽出一些气体使tr P 减为100mmHg 时,测得146.68P mmHg =.试确定待测沸点的理想气体温度.解:根据273.16trPT K P =333146.68273.16273.16400.67100tr P T KK K P === 从理想气体温标的定义:0273.16limtr P trPT K P →=依以上两次所测数据,作T-P 图看趋势得出0tr P →时,T 约为400.5K 亦即沸点为400.5K. 1-5 铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时,铂电阻的阻值为90.35欧姆。

热力学习题分析(新)

热力学习题分析(新)

联立,得 解(1)(2)联立 得 联立 Q Q T = = i+2 CV + C P i R+ R 2 2 Q 335 = 6.72 K = = (i + 1)R (5 + 1)8.31 i+2 Q B = C P T = R T 2 5+ 2 8.31 × 6.72 = 196 J = 2 i 5 Q A = CV T = RT = × 8.31 × 6.72 = 139 J 2 2 (或 Q A = Q Q B = 335 196 = 139 J ) 3
S 热力学习题分析结束
热力学结束
17

方法二:将 方法二 将A,B看成一个整体 看成一个整体
Q = E + W = 2CV T + PV = 2CV T + RT
Q Q ∴ T = = = 6.72 K 结果相同) (结果相同) 2CV + R CV + C P
(2) 若将导热隔板换成可自由滑动的绝热隔板, 若将导热隔板换成可自由滑动的绝热隔板,
T0 V1 V2 真空
∵Q = 0 W =0 ∴ E = 0
(热一律 热一律) 热一律
10
T0 V1 V2 P 3'(T'过程 所以可以另设想一个 可逆等温过程来求熵变: 可逆等温过程来求熵变 思考:能否设想一个 思考 能否设想一个 可逆绝热过程来求熵变? 可逆绝热过程来求熵变
S = (S )12 + (S )23′ V2 T′ = R ln + CV ln V1 T
整个过程的熵变
第二项是比第( )问多出的, 第二项是比第(1)问多出的,即 当很快地压缩回V 更大! 当很快地压缩回 1时, S 更大!

第四版传热学第三章习题解答

第四版传热学第三章习题解答

第四版传热学第三章习题解答第三章思考题1. 试说明集总参数法的物理概念及数学处理的特点答:当内外热阻之比趋于零时,影响换热的主要环节是在边界上的换热能力。

而内部由于热阻很小而温度趋于均匀,以至于不需要关心温度在空间的分布,温度只是时间的函数,数学描述上由偏微分方程转化为常微分方程、大大降低了求解难度。

2. 在用热电偶测定气流的非稳态温度场时,怎么才能改善热电偶的温度响应特性?答:要改善热电偶的温度响应特性,即最大限度降低热电偶的时间常数hA cvc ρτ=,形状上要降低体面比,要选择热容小的材料,要强化热电偶表面的对流换热。

3. 试说明”无限大平板”物理概念,并举出一二个可以按无限大平板处理的非稳态导热问题答;所谓“无限大”平板,是指其长宽尺度远大于其厚度,从边缘交换的热量可以忽略不计,当平板两侧换热均匀时,热量只垂直于板面方向流动。

如薄板两侧均匀加热或冷却、炉墙或冷库的保温层导热等情况可以按无限大平板处理。

4. 什么叫非稳态导热的正规状态或充分发展阶段?这一阶段在物理过程及数学处理上都有些什么特点?答:非稳态导热过程进行到一定程度,初始温度分布的影响就会消失,虽然各点温度仍随时间变化,但过余温度的比值已与时间无关,只是几何位置(δ/x )和边界条件(Bi 数) 的函数,亦即无量纲温度分布不变,这一阶段称为正规状况阶段或充分发展阶段。

这一阶段的数学处理十分便利,温度分布计算只需取无穷级数的首项进行计算。

5. 有人认为,当非稳态导热过程经历时间很长时,采用图3-7记算所得的结果是错误的.理由是:这个图表明,物体中各点的过余温度的比值与几何位置及Bi 有关,而与时间无关.但当时间趋于无限大时,物体中各点的温度应趋近流体温度,所以两者是有矛盾的。

你是否同意这种看法,说明你的理由。

答:我不同意这种看法,因为随着时间的推移,虽然物体中各点过余温度的比值不变但各点温度的绝对值在无限接近。

这与物体中各点温度趋近流体温度的事实并不矛盾。

工程热力学与传热学第三章作业参考答案

工程热力学与传热学第三章作业参考答案

“山水之乐”的具体化。3.第三段同样是写“乐”,但却是写的游人之乐,作者是如何写游人之乐的?明确:“滁人游”,前呼后应,扶老携幼,自由自在,热闹非凡;“太守宴”,溪深鱼肥,泉香酒洌,美味佳肴,应有尽有;“众宾欢”,投壶下棋,觥筹交错,说说笑笑,无拘无束。如此勾画了游人之乐。4.作者为什么要在第三段写游人之乐?明确:写滁人之游,
贯穿全篇,却有两个句子别出深意,不单单是在写乐,而是另有所指,表达出另外一种情绪,请你找出这两个句子,说说这种情绪是什么。明确:醉翁之意不在酒,在乎山水之间也。醉能同其乐,醒能述以文者,太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁,作者并未在文中袒露胸怀,只含蓄地说:“醉能同其乐,醒能述以文者,太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之
p50习题习题3214476p50习题习题33lnlnp50习题习题351331可逆绝热过程2自由膨胀lnln576kjkmcmr理想气体定值比热及比热比单原子双原子多原子摩尔定容比热ckjkmolk摩尔定压比热ckjkmolk比热比k16714129当计算精度要求不高或气体处于较低温度范围常采用定值比热忽略比热与温度的关系
Ws U mu mcv T1 T2 1746.3kJ
S 0
(2)自由膨胀
Ws 0 Q 0, U 0 T2 T1 340K
S

mcv
ln T2 T1
mR ln
v2 v1
5.76kJ/K
当计算精度要求不高,或气体处于较低温度 范围,常采用定值比热,忽略比热与温度的关系。 不同气体在标准状态下均为22.4m3,不同气体只 要其原子数相同则其摩尔定值比热相等。
江西)人,因吉州原属庐陵郡,因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠,世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家,与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。

热力学统计物理前三章 答案 第三版

热力学统计物理前三章 答案 第三版

对于等压过程
V1 =
习题 1.15 热泵的作用是通过一个循环过程将热量从温度较低的环境传送扫温 度较高的物体上去。如果以理想气体的逆卡诺循环作为热泵的循环过程,热泵的 效率可以定义为传送到高温物体的热量与外界所作的功的比值。试求热泵的效 率。如果将功直接转化为热量而令高温物体吸收,则“效率”为何? 解:A→B 等温过程
f (η, L, T ) = 0, L = L(η , T ) dL = (
∂L ∂L ) T dη + ( ) η dT ∂η ∂T

(
∂η ∂L L 1 )T = ; ( )T = ∂ L ∂L AY ( ) T ∂η ∂η ∂L L )η ; dL = dµ + Lα dT ∂T AY
Lα = (
Cp ∂S ⎞ ⎛ ∂S ⎞ 由关系 C p = T ⎛ ⎜ ⎟ ;⇒ ⎜ ⎟ = T ⎝ ∂T ⎠ p ⎝ ∂V ⎠ p
∂T ⎞ ⋅⎛ ⎜ ⎟ 。 ⎝ ∂V ⎠ p
习题 2.7 试证明在相同的压强降落下 ,气体在准静态绝热膨胀中的温度降落大于 ⎛ ∂T ⎞ ⎛ ∂T ⎞ 在节流过程中的温度降落。 (提示:证明 ⎜ ⎜ ∂p ⎟ ⎟ -⎜ ⎜ ⎟ ⎟ >0) ⎝ ⎠ S ⎝ ∂p ⎠ H
−1
xκ T = 4.858 * 10 −4 ; ∆V = 4.85 * 10 −4 − 100 * 7.8 * 10 −7
所以, x = 622 pn , ∆V = 4.07 *10 − 4 习题 1.4 描述金属丝的几何参量是长度 L ,力学参量是张力 η ,物态方程是
f (η, L, T ) = 0 实验通常在 1 p n 下进行,其体 积变化可 忽略。线 胀系数 定义为 α=
1 ∂L L ∂η ( )η 等杨氏摸量定义为 Y = ( ) T 其中 A 是金属丝的截面积,一般说 L ∂T A ∂L

[精品]热分析习题及答案

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第三章 热分析习题3-1名词解释热重分析、差热分析、差示扫描量热仪、动态热机械分析、潜热、显热、玻璃化转变温度、比热热重分析:用来测量在一定气氛条件和程序控温下样品重量随温度变化的方法。

玻璃化转变温度:二级相变。

宏观上是指聚合物由玻璃态转变为高弹态的特征温度,在微观上是高分子链段开始运动的温度。

显热:在恒压和恒容不作非体积功的条件下,仅因系统温度改变而与环境交换的热称为显热。

潜热:在一定温度、压力下系统发生相变时与环境交换的热。

TG 热重分析DSC 差示扫描量热仪DTA 差热分析DMA 动态热机械分析3-2 影响热重曲线的主要因素?试推导热重仪器中试样表观增重与气体密度的关系。

根据所推导的表观增重公式说明影响表观增重的因素。

答:影响热重曲线的主要因素包括:1 仪器因素(1)浮力和对流(2)挥发物的再凝集(3)坩埚与试样的反应及坩埚的几何特性2实验条件(1)升温速率(2)气氛的种类和流量3.试样影响(1)试样自身的结构缺陷情况、表面性质(2)试样用量(3)试样粒度表观增重(ΔW ):ΔW =W T -W 0W T ——对应于T 温度下的质量;W 0 ——对应于T 0温度下的质量ΔW=Vg (ρρ-0)= V 0ρg (1- T 0/T )V ——受浮力作用的(在加热区)试样盘和支撑杆的体积;0ρ——试样周围气体在T 0时的密度;T ——测试时某时刻的温度(K )。

影响表观增重的因素: V 、0ρ、T 。

3-3 Cahn 秤的主要技术指标。

答:Cahn 秤主要技术指标:灵敏度(0.1μg );最大称重(5g );漂移(小于0.1μg/h )3-4差热曲线基线方程的表达式中,各参数的物理含义?影响差热曲线基线的主要因素?答:(△T)a 就是差热曲线基线方程:(△T)a=KC C SR V式中,K ——与仪器灵敏度有关的仪器常数t ——时间V ——升温速度Cs ——试样比热Cr ——参比样比热可见影响(△T )a 的因素有Cs 、Cr 、V 和K 。

高教热统答案第三章

高教热统答案第三章

第三章 单元系的相变习题3.2试由0>v C 及0)(<∂∂T V p 证明0>p C 及0)(<∂∂S Vp 。

证: 由式(2.2.1) T C C V p =-⇒V T p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ pT V ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ =P C p T H ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=pT S T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂;=V C V T U ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂V T S T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂= =dp dV V p T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dT T p V⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+ =dp +⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dV V p S dS S p V⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ =+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dV V p S VS p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂dT T S dV V S V T ⇒=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V p VS p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+S V p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (1) =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂V T p V S p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂TT S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ (2) 由麦氏关系(2.2.3)代入(1)式中 ⇒=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂S V T -VS p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ⇒=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V p -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂S V p S V T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V S -⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂SV p ()()⋅∂∂S V S T ,,()()T V T S ,,∂∂ =+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂S V p ()()⋅∂∂T V S T ,,()()⋅∂∂S V T V ,,()()T V S T ,,∂∂ =+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂S V p ()()⋅∂∂S V T V ,,()()2,,⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂T V S T =+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂S V p V S T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂()()2,,⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂T V S T 由式(2.2.5) ⇒V C V T S T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=;即0>=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂V V C T S T .于是: 0>=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂T V p +⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂SV p 正数 于是: SV p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂<0 =P C P T S T ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂()()=∂∂=p T p S T ,,()()⋅∂∂V S p S T ,,()()=∂∂p T V S ,,⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂S V p T ()()p T V S ,,∂∂ ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=S V p T ()()⋅∂∂V T V S ,,()()=∂∂p T V T ,,⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂S V p T VT S ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂Tp V ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⋅ ⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=S V p V TC p V ⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 0>V C ; 因而0>P C 习题3.4 求证:(1)-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n V T ,μV T n S ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂;(2)-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂nT p ,μp T n V ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ 证: (1) 开系吉布斯自由能dn Vdp SdT dG μ++-= , ),(T V p p = ⇒dn dT T p dV V p V SdT dG V Tμ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-= dn dV V P V dT T P V S n T n V μ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+-= ⇒V S T G n V +-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,VT p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ① V V G nT =⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂,T V p ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂ ② μ=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂VT n G , ③ 由式 ① ⇒n V n V T G T p V S ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=V T n S ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂⇒VT n V n T G ,,⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂-=V n T G ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂-=2V T n G ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂-=2 VT n S ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂n V T ,⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=μ 第(1)式得证。

2014届中考物理 专题三 热现象专题强化训练

2014届中考物理 专题三 热现象专题强化训练

密㊀㊀㊀㊀封㊀㊀㊀㊀装㊀㊀㊀㊀订㊀㊀㊀㊀线专题三㊀热㊀现㊀象一㊁选择题1 如图所示的符号分别代表冰雹㊁小雪㊁雾和霜冻四种天气现象,其中主要通过液化形成的是(㊀㊀).2 兰兰对以下物理现象中所发生的物态变化进行了判断,你认为正确的是(㊀㊀).A 春天,冰雪融化 液化B 夏天,冰柜内壁的 白粉 凝固C 秋天的夜晚,小草上出现露珠 液化D 冬天,人的口中呼出白气 汽化3 在空中喷洒干冰是人工降雨的一种方法.干冰使空气中的水蒸气变成小冰粒,冰粒下降过程中变成雨滴.水蒸气变成冰粒㊁冰粒变成雨滴的物态变化过程分别属于(㊀㊀).A 凝华㊁熔化B 升华㊁熔化C 升华㊁液化D 凝华㊁液化4 火山爆发喷出的炽热岩浆温度可达1200ħ,岩浆流入海水中产生了大量的 白汽 ,如图所示.关于这些 白汽 的形成是(㊀㊀).A 空气中的水蒸气B 海水遇到炽热的岩浆汽化形成的水蒸气C 海水遇到炽热岩浆汽化形成的高温水蒸气,在上升过程又遇到低温的空气液化形成的小水滴聚集在一起形成的D 空气中的水蒸气遇到高温岩浆液化形成的小水滴聚集在一起形成的5 下列物态变化现象中,属于液化的是(㊀㊀).A 夏天,剥去冰棒的包装纸,看到 白汽B 洒在教室地上的水变干C 放入冰箱冷室的矿泉水结成了冰D 冬天,室外冰冻的衣服干了6 我国湖南㊁湖北㊁贵州㊁广西和安徽等地区遭遇了罕见的冰冻雨雪天气,如图所示是雪灾中见到的电线结起的冰柱现象,它是(㊀㊀).A 由水蒸气液化而成的B 由水蒸气凝华而成的C 由水凝固而成的D 由水汽化而成的7 下列关于温度的描述中符合实际的是(㊀㊀).A 发高烧时人体温度可达40ħB 冰箱冷冻室的温度为10ħC 饺子煮熟即将出锅时温度为50ħD 加冰的橙汁饮料温度为-20ħ8 我国民间有句谚语: 水缸穿裙子,天就要下雨. 其中, 水缸穿裙子 是指盛水的水缸外表面出现了一层密密麻麻的小水珠.小水珠是由(㊀㊀).A 水缸中的水蒸发形成的B 空气中的水蒸气液化形成的C 水缸中的水汽化形成的D 空气中的水蒸气凝华形成的9 如图所示的四种现象中,其物态变化属于升华的是(㊀㊀).10 现代建筑出现一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体材料,当温度升高时,球内材料熔化吸热,当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑物内温度基本保持不变.如图的四个图像中,表示球内材料的熔化图像的是(㊀㊀).11 在日常生活中常见的 白气 都是水蒸气遇冷液化形成的.下列各情况下见到的 白气 ,由原来空气中的水蒸气液化形成的是(㊀㊀).A 打开冰箱门时在门边看到的 白气B 做饭时在沸腾的锅边看到的 白气C 夏日在清晨在河面上看到的 白气D 冬天的汽车排气管口看到的 白气12 体育比赛中运动员一旦受伤,医生会对着受伤部位喷射一种叫氯乙烷的药液,该药液会在皮肤表面迅速汽化,使受伤部位表层骤然变冷而暂时失去痛感.这说明氯乙烷具有较低的(㊀㊀).A 温度B 熔点C 沸点D 凝固点13 飞机飞行时,有时后面会拖出一条长长的 尾巴 ,如图所示,这种现象称为飞机拉烟.这是因为飞机在飞行过程中排出的暖湿气体与外界冷空气混合,使飞机轨道上空所含水汽和热能明显增多.当水汽超过空气所能容纳的限度时,水汽就会凝结,形成雾状的小水滴.这一现象发生的物态变化是(㊀㊀).A 熔化B 液化C 凝固D 升华14 下列现象发生的过程中,吸收热量的一组是(㊀㊀).①春天,冰雪融化汇成溪流②夏天,从冰箱里面拿出来的饮料罐 出汗③秋天,清晨的雾在太阳出来后散去④冬天,室外地面上出现了霜A ①②B ②④C ①③D ③④15 对下列图中的现象或做法解释不正确的是(㊀㊀).A 靠近开水壶嘴的玻璃片上出现水珠,这是汽化现象㊀B 衣橱中的樟脑丸越来越小,这是升华现象C 仙人掌的针状叶能够减少水分蒸发D 食品放在冰块上冷藏,利用了冰熔化吸热16 给一定质量的水加热,水的温度与时间的关系图像如图中a 所示.若其他条件不变,仅将水的质量增加,则水的温度与时间的关系图像正确的是(㊀㊀).A aB bC cD d17 寒冷的冬天,居民楼的玻璃窗上会起 雾 或结 冰花 .下列说法错误的是(㊀㊀).A 玻璃窗上的雾 是水蒸气液化生成的B 玻璃窗上的冰花 是水蒸气升华生成的C冰花 结在玻璃窗的内表面D雾 出现在玻璃窗的内表面18 将新鲜的豆腐放入冰箱里冷冻,第二天取出,解冻后切开,发现里面存在许多小孔.在小孔形成的过程中,发生的主要物态变化是(㊀㊀).A 液化和汽化B 凝固和熔化C 凝固和汽化D 凝华和熔化19 妈妈在蒸馒头时,沸腾后改用 小火 .针对这种做,下列说法中正确的是(㊀㊀).A 水沸腾后,改用 小火 能更快地让馒头变热B 改用小火 可以提高水的沸点C 用 大火 可以提高水的沸点,妈妈的做法不科学D 无论使用大火 还是 小火 ,水达到沸点后温度都保持不变20 下图分别表示几位同学在 练习用温度计测液体的温度 实验中的做法,正确的是(㊀㊀).21 小明同学学习了 降水的形成 知识后,为家人做了 下雨 的实验.他把盘子擦干放进冰箱里冷却,水壶装满水并烧开,这时水汽不断上升,壶嘴上方就出现一团 白气 ,这就是 云 .从冰箱里取出盘子放在壶嘴上方约15c m的地方,盘子碰到这团 云 ,一会儿盘的下表面就会布满水滴,水滴越积越多,越积越大,等到挂不住时就纷纷落下,这就是 雨 .下面关于实验现象的解释,正确的是(㊀㊀).A 壶嘴上方出现的一团 白气 是壶中水汽化形成的气态水B 壶嘴上方出现的一团 白气 是液态水C 水汽化时放出热量D 水滴下落时,只受重力和空气阻力的作用,因此一定匀速下落22(㊀㊀).A B C段是一个放热过程B 冰的熔点是0ħC C D段该物质处于气态D D E段表示冰的熔化过程23 常常撒一些 干冰 ,使舞台上出现 白气 缭绕的效果,用来增加演出氛围,关于白气的形成,下列说法正确的是(㊀㊀).A 是干冰汽化而成B 是干冰直接升华而成C 是干冰升华后,又液化形成D 是干冰升华吸热,使空气中的水蒸气液化而成二㊁填空题24 水是生命之源,它在生活中的用途非常广泛.我国北方地区冬季贮菜时,人们常在地窖里放几桶水,这是利用水的㊀㊀㊀㊀(填物态变化名称)㊀㊀㊀㊀热,以防止地窖里的菜被冻坏;冬季在空调房间里,人们也常会放盆水,这是利用水的㊀㊀㊀㊀(填物态变化名称)来提高房间里的空气湿度.25 如图所示,把两只手分别放入热水和冷水中.然后,先把左手放入温水中,感觉温水的冷热程度;再把右手放入温水中,感觉温水的冷热程度.先后两次对温水冷热程度的感觉是㊀㊀㊀㊀(填 左手感觉热些 一样热 或 右手感觉热些 ).这一现象表明㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀密㊀㊀㊀㊀封㊀㊀㊀㊀装㊀㊀㊀㊀订㊀㊀㊀㊀线㊀(填 物体的冷热程度叫温度 只凭感觉判断温度是可靠的 或 只凭感觉判断温度是不可靠的 ).26 如左下图是某晶体的熔化图像,该晶体的熔点为㊀㊀㊀㊀ħ,该晶体从开始熔化到全部熔化完,共持续了㊀㊀㊀㊀m i n,这一过程是㊀㊀㊀㊀(填 吸 或 放 )热过程.㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀27 如右上图是小明为探究物质凝华过程是吸热还是放热而设计的实验装置图.实验中碘吸热后升华成碘蒸气,不一会儿看到盖住杯口的玻璃内表面上有颗粒碘出现,这是碘蒸气㊀㊀㊀㊀形成的.于是他提出的猜想是㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀.为验证猜想他采取的实验方法是㊀.28 下表是小京探究某种物质的凝固规律时记录的实验数据,请根据要求完成下列问题.时间/m i n 11.522.533.544.555.566.5温度/ħ595552494848484847454342(1)从表中的数据可以看出:这种物质在第2m i n 时是㊀㊀㊀㊀(填 固 液 或 气 )态.(2)根据表中的数据可以判断出:该物质是㊀㊀㊀(填 晶体 或 非晶体 ).(3)根据表中的数据可以判断出该物质的凝固点是㊀㊀㊀㊀ħ.29 小欣打开冰箱门,发现冷冻室的侧壁上有很多霜,这是水蒸气㊀㊀㊀㊀(填物态变化的名称)形成的,这个过程中水蒸气㊀㊀㊀㊀(填 吸收 或 放出 )热量.当他拿起湿抹布去擦时,抹布却粘在了侧壁上,这是因为发生了㊀㊀㊀㊀(填物态变化的名称)现象.㊀物质凝固点/ħ沸点/ħ酒精-11778水银-3935730 根据右表所提供的数据(1标准大气压下)可知:(1)80ħ的酒精是㊀㊀㊀㊀态;(2)在北方寒冷的季节里,最低气温可达-50ħ,此时应选用㊀㊀㊀㊀(填 酒精 或 水银 )做温度计的测温液体.31.高压锅的密封性很好,用它煮食物时,水蒸气不易外泄,从而增大了锅内气压,提高了水的㊀㊀㊀㊀,在煮食物时,从限压阀处喷出的 白气 是㊀㊀㊀㊀形成的.三㊁实验与简答题32 如图是电冰箱制冷系统的简化示意图,请说明电冰箱制冷的工作过程.33 在下图中,甲是 观察水的沸腾 实验装置.安装该实验装置时,应该先固定A㊁B两铁圈中的㊀㊀㊀铁圈.若水沸腾时温度计示数如图乙所示,则此时水的沸点是㊀㊀㊀ħ,水沸腾过程中,继续加热,水的温度㊀㊀㊀㊀.某实验小组观察到沸腾前和沸腾时水中气泡上升过程中的两种情况如图丙中的A㊁B所示,则图㊀㊀㊀㊀是水在沸腾前的情况.34 (1)图甲是小海同学在探究固体熔化过程中作出的图像,从图像可知这种固体是㊀㊀㊀㊀(填 晶体 或 非晶体 ),该物质的凝固点是㊀㊀㊀㊀ħ.(2)熔化后继续对此物质加热直至沸腾,下表是实验中记录的部分数据:时间/m i n0123456789温度/ħ90929496979899999999①请根据记录的数据在图乙中用平滑的曲线画出温度随时间变化的图像;②由实验结果可以得出该液体沸腾的特点是:㊀.35 小凡同学在4块相同的玻璃板上各滴一滴质量相同的水,进行如下图所示的实验探究,得出水蒸发快慢与水的温度㊁水的表面积和水面上方空气流动快慢有关.(1)通过A ㊁B 两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的㊀㊀㊀㊀㊀有关.(2)通过㊀㊀㊀㊀㊀㊀两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的温度有关.(3)小凡同学猜想水蒸发快慢还可能与水的质量有关,于是继续进行了如下探究:在相同环境下的两块相同的玻璃板上分别滴上一滴和两滴水(如下图).结果发现甲图中水先蒸发完,于是他得出结论:水蒸发快慢与水的质量有关,水的质量越小蒸发越快.从实验设计环节看,他没有控制水的㊀㊀㊀㊀㊀㊀(填 质量 或 表面积 )相同;从得出结论环节看, 根据谁先蒸发完,判断谁蒸发快 是否正确?㊀㊀㊀㊀㊀(填 正确 或 不正确 ),理由是㊀.36 在 观察水的沸腾 实验中,当水温升到88ħ时,每隔1m i n 读一次温度计的示数,直到水沸腾3m i n 后停止读数,数据记录如下表:时间/m i n 012345678温度/ħ8890949698989898(1)某次数据没有记录,当时温度计示数如图甲所示,请将漏填的数据填在表格内;(2)根据表格中的数据,在如图乙所示的小方格纸上画出水的温度随时间变化的图像;(3)从图像可以看出水的沸点是㊀㊀㊀㊀ħ,水在沸腾过程中温度㊀㊀㊀㊀(填 升高 不变 或 降低);(4)由水的沸点判断当时的大气压㊀㊀㊀㊀(填 大于 等于 或 小于 )标准大气压.甲㊀㊀乙37 小海在做完观察水的沸腾 实验后,又进一步观察了水的自然冷却过程,他根据实验数据绘出水温随时间变化图像如图所示.由该图像可知:(1)水的沸点是㊀㊀㊀㊀ħ,这说明当时水面上方的气压㊀㊀㊀㊀(填 大于 小于 或 等于 )一个标准大气压.(2)做上述实验时的环境温度(即室温)应在㊀㊀㊀㊀ħ左右.(3)沸腾前,水温随时间变化的特点是㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀.38 阅读下面的短文,回答问题:向天取水㊀㊀地球上,水的三种状态在不断地相互转化.水的物态变化,形成了海洋㊁陆地㊁大气间的水循环.㊀㊀地球上水的储量虽然很多,但是淡水资源非常紧张,仅占全球总水量的百分之二点七.在干旱地区可通过人工降雨的方法向天取水,其中一种人工降雨的方法是把干冰(固态二氧化碳)播撒到冷云中,使其周围环境温度降低,空气中的水蒸气迅速凝结成小水滴或小冰晶,导致降雨.㊀㊀水是生命之源,人类一直重视水资源的利用和保护.建造水库便是重要措施之一.(1)自然界中水的一个循环包含的物态变化有㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀.(2)请根据 干冰降雨 的过程提出一个物理问题并回答.问题:㊀?简答:㊀.39 阅读下面的文字并回答问题:不烫手的 开水开水 常常与 烫手 联系在一起,这是由于在通常情况下开水的温度高达100ħ,远比皮肤的温度高.但是,当你在高山上烧水时,明明看到水沸腾了,却不一定烫手.在海拔3k m的高原,水的沸点为91ħ;在海拔6k m的山上,水的沸点为80ħ;而在海拔8844.43m的珠穆朗玛峰,水的沸点只有72ħ.在几万米的高空,水的沸点居然会低到11ħ~18ħ,那里 开水 的温度,比地面上冷水的温度还要低.因此,在高山会出现许多怪现象: 开水 不烫手㊁鸡蛋煮不熟㊁开水不消毒.(1)请你说出 开水 不烫手的原因是什么?(2)登山运动员,在攀登 珠穆朗玛峰 的过程中,要烧水煮饭,请你帮他们选择一种炊具.专题三㊀热㊀现㊀象1 C ㊀2 C ㊀3 A ㊀4 C ㊀5 A ㊀6 C ㊀7 A8 B ㊀9 D ㊀10 C ㊀11 A ㊀12 C ㊀13 B ㊀14 C 15 A ㊀16 C ㊀17 B ㊀18 B ㊀19 D ㊀20 D ㊀21 B 22 B ㊀23 D24 凝固㊀放㊀蒸发25 左手感觉热一些㊀只凭感觉判断温度是不可靠的26 120㊀15㊀吸27 凝华㊀凝华要向外放热㊀用酒精灯加热碘一段时间,再滴几滴水在玻璃的上表面,熄灭酒精灯;等一会儿会看见固态碘出现在玻璃的内表面,同时水珠不见了28 (1)液㊀(2)晶体㊀(3)4829 凝华㊀放出㊀凝固30 (1)气㊀(2)酒精31 沸点㊀液化32 液态制冷剂进入冷冻室后汽化㊁吸热,使冰箱内的温度降低.生成的蒸气被压缩机抽出,并压入冷凝器.蒸气在冷凝器中液化㊁放热.33 B ㊀99㊀不变㊀B34 (1)晶体㊀0(2)①②沸腾时继续吸热,温度保持不变35 (1)表面积㊀(2)A ㊁C(3)表面积㊀不正确㊀应该比较相同时间内水蒸发量的多少,而不是剩余量的多少(两份水的质量不同)36 (1)92㊀(2)如图(3)98㊀不变㊀(4)小于37 (1)100㊀等于(2)20(3)刚开始升温快,后来升温慢38 (1)汽化和液化(或汽化㊁凝华和熔化;或汽化㊁液化㊁凝固和熔化)(2)问题: 干冰降雨 过程中有哪些物态变化简答:升华和液化(或升华㊁凝华和熔化)39 (1)因为高度越高,压强越小,沸点就越低.(2)高压锅.。

热分析习题

热分析习题

热分析习题一、填空(10分,共10题,每题1分)分别在空格里填入答案。

1、差热分析是在程序控温条件下,测量样品坩埚与坩埚间的温度差与温度的关系的方法。

(参比)2、同步热分析技术可以通过一次测试分别同时提供-TG或-TG两组信号。

(DTA-TG ,DSD-TG)3、差示扫描量热分析是在程序控温条件下,测量输入到物质与参比物的功率差与温度的关系的方法,其纵坐标单位为。

(mw或mw/mg)4、硅酸盐类样品在进行热分析时,不能选用材质的样品坩埚。

(刚玉)5、差示扫描量热分析根据所用测量方法的不同,可以分类为热流型DSC 与型DSC。

(功率补偿)6、与差热分析(DTA)的不同,差示扫描量热分析(DSC)既可以用于定性分析,又可以用于分析。

(定量)7、差热分析(DTA)需要校正,但不需要灵敏度校正。

(温度)8、TG热失重曲线的标注常常需要参照DTG曲线,DTG曲线上一个谷代表一个失重阶段,而拐点温度显示的是最快的温度。

(失重)9、物质的膨胀系数可以分为线膨胀系数与膨胀系数。

(体)10、热膨胀系数是材料的主要物理性质之一,它是衡量材料的好坏的一个重要指标。

(热稳定性)二、名词解释1.热重分析答案:在程序控温条件下,测量物质的质量与温度的关系的方法。

2.差热分析答案:在程序控温条件下,测量物质与参比物的温度差与温度的关系的方法。

3.差示扫描量热分析答案:在程序控温条件下,测量输入到物质与参比物的功率差与温度的关系的方法。

4.热膨胀分析答案:在程序控温条件下,测定试样尺寸变化与温度或时间的关系的方法。

三、简答题1.DSC与DTA测定原理的不同答案:DSC是在控制温度变化情况下,以温度(或时间)为横坐标,以样品与参比物间温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线。

DTA是测量T-T 的关系,而DSC是保持T = 0,测定H-T 的关系。

两者最大的差别是DTA只能定性或半定量,而DSC的结果可用于定量分析。

DTA在试样发生热效应时,试样的实际温度已不是程序升温时所控制的温度(如在升温时试样由于放热而一度加速升温)。

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第三章热分析习题
3-1名词解释
热重分析、差热分析、差示扫描量热仪、动态热机械分析、潜热、显热、玻璃化转变温度、比热、热容、热对称性、热惯性
3-2列举一种电子天平的主要技术指标。

3-3影响热重曲线的主要因素?试推导热重仪器中表观增重与气体密度的关系:已知一体积为V、恒重后的物体置于加热炉中,T
温度下物体周围气体的密
度为ρ
,计算表观增重ΔW(温度T时的重量与初始重量之差)与试样温度
T的关系ΔW=F(V,ρ
0,T
,T)。

根据所推导的表观增重公式说明影响表观增
重的因素。

3-4差热曲线基线方程的表达式中,各参数的物理含义?影响差热曲线基线的主要因素?
3-5放热或吸热的量与差热峰面积的关系?
3-6题图3-6为高聚物材料的典型DSC曲线。

标示出高聚物材料DSC曲线上主要的变化过程及相应的特征温度。

题图3-6 高聚物材料的典型DSC曲线
3-7从试样的差热曲线上可获得哪些信息?
3-8如何利用试样的DSC曲线判断矿石中含β-SiO
2

3-9有一石灰石矿,其粉料的TG-DSC联合分析图上可见一吸热谷,其T
onset
为880℃,所对应的面积为360×4.184J/g,对应的TG曲线上失重为39.6%,计算:①该矿物的碳酸钙含量?(碳酸钙分子量为100.9)②碳酸钙的分解温度?③单位质量碳酸钙分解时需吸收的热量?
3-10题图3-10为一金属玻璃的DSC曲线。

根据DSC曲线,指出该金属玻璃在加热过程中经历的玻璃化转变及析晶过程所对应的特征温度或温度范围。

题图3-10 某金属玻璃的DSC曲线
3-11快速凝固的化学组分为Al87Ni7Cu3Nd3金属材料的XRD、DSC分析结果分别见题图3-11。

请根据分析结果初步判断是否是金属玻璃,并写出判断依据。

该金属玻璃的Tg为多少度?该金属玻璃经不同的温度(见图中所标)热处理1小时后,随热处理温度的升高晶相种类和组成如何变化?
□Al ■Al3Ni
○Al11Nd3●Al8Cu3Nd
金属材料DSC结果图不同温度热处理1小时后金属材料的XRD图
题图3-13
3-12 Mn3O4原料在空气氛下的热重曲线如图2,由图可见350℃~900℃温升范围内,增重3.37%。

分析加热过程中原料所发生的物理化学变化,计算900℃时可能的化学式,写出相应的化学反应方程。

哪些热事件加热过程会发生增重现象?(Mn原子量54.95)
图2 Mn3O4原料在空气氛下的热重曲线。

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