新概念物理教程热学答案 第一章 温度
热学思考题╱第一章热学基础知识与温度
热学思考题和参考解答第一章 热学基础知识和温度1．1 若热力学系统处于非平衡态，温度概念能否适用？【答】 对于处于非平衡态的系统，只要局域平衡条件能满足，则对于处于局域平衡的每个子系统来说，温度概念仍能适用。
1．2 系统A 和B 原来各自处在平衡态，现使它们互相接触，试问在下列情况下，两系统接触部分是绝热的还是透热的，或两者都可能?(1)当A V 保持不变，A p 增大时，B V 和B p 都不发生变化；(2)当A V 保持不变，A p 增大时，B p 不变而B V 增大；(3)当A V 减少，A p 增大时，B V 和B p 均不变．【答】设容器都是密闭的．(1)是绝热的．因为A p A V 增大，所以A 的温度 增加．但它并不使B 状态发生变化，说明既没有热量传递也没有做功．(2)是透热的．因为A p A V 增大，所以A 的温度增加．从B 来说，B V 增加了，说明B 膨胀对外做了功，其能量只能来源于从A 吸热．(3)因为B V 和B p 均不变，说明B 的温度不变．但是A V 减少，同时A p 增大，这两者的乘积可变可不变，所以A 的温度也可变可不变．若A 的温度改变则是绝热的；若A 的温度不变，则A ，B 相互 接触的部分仍然绝热，因为B 的状态始终不变．1．3 在建立温标时是否必须规定热的物体具有较高的温度，冷的物体具有较低的温度?是否可作相反的规定?在建立温标时，是否须规定测温属性一定随温度作线性变化?【答】 在建立温标时必须规定热的物体具有较高的温度，冷的物体具有较低的温度，因为热量是从高温物体传递到低温物体的．很有意思的是，对于处于负温度的子系则是例外．因为负温度比正温度还要高，热量是从负温度物体流向正温度物体的．建立温标时并不一定规定测温属性随温度作线性变化，这完全由分度公式来规定．1．4 冰的正常溶点是多少？纯水的三相点温度是多少？【答】 冰的正常溶点是273.15K,纯水的三相点温度是273.16K 。
热学-兰州大学物理学院
热学课程教学大纲一、课程说明课程名称：热学所属专业：物理学专业本科学生课程性质：大类平台课程学分：3分主要先修课程和后续课程：（1）先修课程：高等数学，力学。
（2）后续课程：热力学与统计物理，电磁学，原子物理学，固体物理。
课程简介、目标与任务：“普通物理学”课程是理科物理类专业的重要基础课，由力学、热学电磁学、光学和原子物理学这五个部分组成。
各个部分单独设课，“热学”是其中继“力学”后的第二门课程。
“普通物理学”课程的“目的是使学生系统地了解和掌握物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想“和方法，以及它们的实验基础；了解物理学的发展方向及物理学与其它自然科学和社会科学等的关系；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。
”“热学”课程在物理类专业一年级第二学期开设。
通过“热学”课程的学习，使学生认识物质热运动形态的特点、规律和研究方法，深刻地理解热运动的本质，较为系统地掌握热力学、气体动理论和物性学的基础知识，能独立解决今后学习中遇到的一般热学问题，为进一步学习电磁学、原子物理学、理论物理热力学和统计物理等后续课程打下良好的基础。
教材：《热学》（第二版），李椿等编，高等教育出版社，2008主要参考书：1. 《热学》（第二版）习题分析与解答，宋峰常树人编，高等教育出版社，20102. 《热学》（第二版）常树人编，南开大学出版社，20092.《热学教程》，包科达编，科学出版社，20073. 《热学》（第二版），张玉民编，科学出版社，20064.《新概念物理教程·热学》（第二版），赵凯华等编，高等教育出版社，20055.《普通物理学教程·热学》（第二版），秦允豪编，高等教育出版社，20046. 《热学》（第二版），李洪芳编，高等教育出版社，2001二、课程内容与安排绪论(1学时)第一节热学研究的对象和方法第二节热学发展简述主要内容:热学研究的对象热现象热运动热力学统计物理学气体动理学理论物性学热学研究的方法宏观量微观量宏观量与微观量的关系热学发展简史热学常用物理量的符号热学常用物理量的单位基本物理常量基本物理常量的国际推荐值物理量的数量级物质世界的层次分子的典型数据热学课程的特点【掌握】：热学研究的对象热运动热学研究的方法宏观量微观量宏观量与微观量的关系热学课程的特点【了解】：热学发展简史热学常用物理量的符号热学常用物理量的单位物理量的数量级分子的典型数据物质世界的层次【难点】：深入理解热学是适用于宏观和微观的普适理论宏观理论和微观理论的本质关系第一章温度（5学时）第一节平衡态状态参量第二节温度第三节气体的物态方程主要内容：平衡态热动平衡对平衡态的描述力学平衡热学平衡化学平衡相变平衡状态参量几何参量力学参量化学参量电磁参量热接触热平衡热动平衡的条件热力学第零定律温度及温标建立温标的要素水的冰点水的汽点水的三相点经验温标华氏温标摄氏温标理想气体温标热力学温标国际实用温标ITS-90 温度计液体温度计定体气体温度计定压气体温度计物态方程气体物态方程玻意耳定律阿伏伽德罗定律理想气体物态方程普适气体常量阿伏伽德罗常量玻尔兹曼常量洛施密特常量道尔顿分压定律混合理想气体的物态方程分体积定律平均摩尔质量体积分数压强分数摩尔质量分数质量分数物质的量分数混合理想气体的密度非理想气体物态方程范德瓦耳斯方程范德瓦耳斯气体昂内斯方程【重点掌握】：平衡态热动平衡热动平衡的条件热力学第零定律温度及温标的概念理想气体物态方程范德瓦耳斯方程【掌握】：对平衡态的描述力学平衡热学平衡化学平衡相变平衡状态参量几何参量力学参量化学参量热接触热平衡建立温标的要素水的冰点水的汽点水的三相点经验温标理想气体温标热力学温标玻意耳定律阿伏伽德罗定律普适气体常量阿伏伽德罗常量玻尔兹曼常量洛施密特常量道尔顿分压定律混合理想气体的物态方程【了解】：国际实用温标ITS-90华氏温标摄氏温标温度计液体温度计定体气体温度计定压气体温度计各种物态方程平均摩尔质量体积分数压强分数摩尔质量分数质量分数物质的量分数混合理想气体的密度非理想气体物态方程昂内斯方程【难点】：平衡态热动平衡温度及温标概念的建立物态方程的建立第二章气体分子动理论的基本概念（6学时）第一节物质的微观模型第二节理想气体的压强第三节温度的微观解释第四节分子力第五节范德瓦耳斯气体的压强主要内容：气体动理学理论的基本论点分子论点热运动论点分子力论点统计论点布朗运动的微观解释统计规律性与涨落现象偶然性与必然性的关系统计性假设平均值加权平均统计平均理想气体的微观模型理想气体压强公式的推导气体压强的微观解释用不同的简化模型推导理想气体压强公式理想气体分子平均平动动能与热力学温度的关系温度的微观解释对理想气体定律的推证阿伏伽德罗定律道尔顿分压定律分子间力伦纳德－琼斯模型短程力分子间力势能常用分子间力势能模型微观粒子的弹性碰撞模型分子有效直径分子直径与热力学温度的关系分子间力的平衡距离分子间斥力的有效作用距离分子间引力的有效作用距离分子间力的典型数据分子体积引起的修正分子间引力所引起的修正范德瓦耳斯常量b 范德瓦耳斯常量a范德瓦耳斯气体的压强范德瓦耳斯气体的压强与理想气体的压强范德瓦耳斯方程的适用范围范德瓦耳斯气体的摩尔体积【重点掌握】：气体动理学理论的基本论点理想气体的微观模型气体压强的微观解释温度的微观解释【掌握】：理想气体压强公式的推导用不同的简化模型推导理想气体压强公式理想气体分子平均平动动能与热力学温度的关系对理想气体定律的推证常用分子间力势能模型微观粒子的弹性碰撞模型分子有效直径的概念分子体积引起的修正分子间引力所引起的修正范德瓦耳斯气体的压强【了解】：布朗运动的微观解释分子间力来源分子直径与热力学温度的关系分子间力的平衡距离分子间斥力的有效作用距离分子间引力的有效作用距离分子间力的典型数据范德瓦耳斯常量b范德瓦耳斯常量a范德瓦耳斯方程的适用范围【一般了解】：偶然性与必然性的关系统计性假设算术平均几何平均加权平均统计平均范德瓦耳斯气体的压强与理想气体的压强用迭代法计算范德瓦耳斯气体的摩尔体积【难点】：各种简化模型的建立方式物体内分子之间的相互作用和分子的热运动决定其宏观性质理想气体压强公式的推导宏观量的微观本质第三章气体分子热运动速率和能量的统计分布（11学时）第一节气体分子的速率分布率第二节用分子射线实验验证麦克斯韦速度分布律第三节玻尔兹曼分布律重力场中微粒按高度的分布第四节能量按自由度均分定理主要内容：分布函数速率分布函数速率分布函数的归一化条件麦克斯韦速率分布律麦克斯韦速率分布曲线的特征麦克斯韦速率分布律的适用范围随机事件概率概率加法定理概率乘法定理概率分布函数气体分子的最概然速率麦克斯韦速率分布函数的约化形式用麦克斯韦速率分布函数求平均值气体分子的平均速率和方均速率用麦克斯韦速率分布函数求分子数误差函数的计算气体分子速率其他特征速率麦克斯韦速度分布律麦克斯韦速度分布曲线的特征麦克斯韦速度分布函数的约化形式速度空间麦克斯韦速度分布函数与麦克斯韦速率分布函数的关系麦克斯韦速度分布函数的定义域气体分子速度分量的最概然值、平均值和方均根值分子通量公式泻流分子束泻流存在的条件麦克斯韦发射分布麦克斯韦发射分布的约化形式麦克斯韦速率分布律的实验验证密勒和库士实验葛正权实验等温大气等温气压公式气压计和高度计玻尔兹曼分布律重力场中微拉按高度的分布阿伏伽德罗常量的测定大气标高大气粒子总数大气的温度结构标准大气负绝对温度自由度分子运动的自由度分子的平动自由度分子的转动自由度分子的振动自由度刚性分子和非刚性分子的自由度线形分子和非线形分子的自由度能量均分定理理想气体的内能理想气体热容的经典理论能量均分定理的应用限度量子理论对气体热容量的解释【重点掌握】：麦克斯韦速率分布律麦克斯韦速度分布律玻尔兹曼分布律能量均分定理【掌握】：麦克斯韦速率分布曲线的特征麦克斯韦速率分布律的适用范围气体分子的最概然速率用麦克斯韦速率分布函数求平均值、气体分子的平均速率和方均速率用麦克斯韦速率分布函数求分子数麦克斯韦速度分布曲线的特征分子通量公式等温大气等温气压公式重力场中微拉按高度的分布分子运动的自由度理想气体的内能理想气体热容的经典理论【了解】：分布函数随机事件概率概率加法定理概率乘法定理气体分子特征速率的量纲分析麦克斯韦速率分布函数的约化形式麦克斯韦发射分布麦克斯韦速率分布律的实验验证密勒和库士实验葛正权实验大气标高能量均分定理的应用限度量子理论对气体热容量的解释【一般了解】：误差函数的计算麦克斯韦发射分布的约化形式阿伏伽德罗常量的测定大气粒子总数大气总质量大气的温度结构大气的均质层标准大气负绝对温度【难点】：速率分布函数及分布函数的统计意义麦克斯韦速率及速度分布律函数的统计意义及应用玻尔兹曼分布律的统计意义及应用第四章气体内的输运过程（5学时）第一节气体分子的平均自由程第二节输运过程的宏观规律第三节输运过程的微观规律主要内容：气体分子的碰撞频率气体分子的碰撞截面气体分子的平均自由程气体分子的平均相对速率与平均速率的关系分子的自由程分布函数穿过指定截面的分子的平均自由程分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离黏性现象牛顿黏性定律黏度系数黏性现象的微观解释热传导现象傅里叶定律热导率热传导现象的微观解释热传导与电传导扩散现象菲克定律扩散系数扩散现象的微观解释黏度系数、热导率、扩散系数与压强的关系黏度系数、热导率、扩散系数与温度的关系黏度系数、热导率、扩散系数彼此之间的关系黏度系数、热导率、扩散系数的数量级低压下气体的黏性现象低压下气体的热传导现象容器对其内的低压气体分子的碰撞频率和平均自由程的限定估算分子有效直径的方法的比较分子热运动的典型数据【重点掌握】：气体分子的碰撞频率气体分子的碰撞截面气体分子的平均自由程黏性现象热传导现象扩散现象【掌握】：牛顿黏性定律及其微观解释傅里叶定律及其微观解释菲克定律及其微观解释低压下气体的黏性现象低压下气体的热传导现象容器对其内的低压气体分子的碰撞频率和平均自由程的限定【了解】：黏度系数、热导率、扩散系数与压强、温度的理论和实验比较黏度系数、热导率、扩散系数彼此之间的关系黏度系数、热导率、扩散系数的数量级估算分子有效直径的方法的比较分子热运动的典型数据【一般了解】：穿过指定截面的分子的平均自由程分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离的概念【难点】：气体分子的碰撞频率、气体分子的碰撞截面、气体分子的平均自由程的概念的建立分子穿过指定截面前最后一次受碰处至截面的平均距离第五章热力学第一定律（10学时）第一节热力学过程第二节功第三节热量第四节热力学第一定律第五节热容焓第六节气体的内能焦耳-汤姆孙实验第七节热力学第一定律对理想气体的应用第八节循环过程和卡诺循环主要内容：热力学过程准静态过程非静态过程作功体积功作功的计算过程曲线示功图广义坐标广义位移广义力广义功绝热过程绝热功内能热量传热传热的计算热容量比热容摩尔热容焓作功与传热都是过程量作功与传热的等当性热力学第一定律能量守恒定律第一类永动机符号规定焦耳实验绝热自由膨胀过程等内能过程理想气体的内能焦耳－汤姆孙实验绝热节流膨胀过程等焓过程焦耳－汤姆孙效应焦耳－汤姆孙系数理想气体的焓反转温度理想气体的宏观定义迈耶关系热功当量的测定热力学第一定律对理想气体的应用等体过程等压过程等温过程绝热过程多方过程等热容过程直线过程理想气体绝热过程方程泊松公式循环热机的工作原理正循环的效率制冷机与热泵的工作原理逆循环的制冷系数符号规定卡诺热机卡诺循环理想气体卡诺循环的效率理想气体逆向卡诺循环的制冷系数奥托循环狄塞尔循环斯特林循环回热式循环热机与热泵的组合应用【重点掌握】：热力学过程准静态过程作功体积功作功的计算绝热功内能热量热容量比热容摩尔热容焓理想气体的宏观定义迈耶关系热力学第一定律对理想气体的应用循环热机的工作原理正循环的效率逆循环的制冷系数【掌握】：理想气体的内能理想气体绝热过程方程泊松公式【难点】：绝热过程多方过程第六章热力学第二定律（6学时）第一节热力学第二定律第二节热现象过程的不可逆性第三节热力学第二定律的统计意义第四节卡诺定理第五节热力学温标第六节应用卡诺定理的例子主要内容：热力学第二定律开尔文表述克劳修斯表述第二类永动机热力学第二定律的适用范围热力学第二定律两种表述的等效性可逆过程不可逆过程各种不可逆过程互相关联热力学第二定律的实质论证过程的不可逆性的方法不可逆过程的特点孤立系统宏观状态和微观状态气体自由膨胀的不可逆性热力学第二定律的统计意义卡诺定理可逆卡诺循环的效率不可逆卡诺循环的效率对于制冷机类似卡诺定理的结论卡诺定理的推广任意正循环的效率卡诺定理的应用热力学温标的引入热力学温标与理想气体温标和摄氏温标的关系内能随体积的改变与物态方程的关系定压摩尔热容与定体摩尔热容的关系【重点掌握】：热力学第二定律开尔文表述克劳修斯表述热力学第二定律两种表述的等效性可逆过程不可逆过程热力学第二定律的实质卡诺定理【掌握】：孤立系统宏观状态和微观状态气体自由膨胀的不可逆性热力学第二定律的统计意义【难点】：论证过程的不可逆性的方法不可逆过程的特点第七章固体（1学时）第一节晶体第二节晶体中粒子的结合力和结合能第三节晶体中粒子的热运动主要内容：物质的聚集态凝聚体固体液体气体晶体与非晶体单晶体和多晶体长程有序晶体中粒子的结合力晶体弹性的微观解释晶体中粒子的热运动热振动杜隆－珀蒂定律晶体热膨胀的微观解释晶体线膨胀率的计算非晶态固体过冷液体短程有序【重点掌握】：晶体中粒子的热运动热振动杜隆－珀蒂定律【掌握】：晶体与非晶体单晶体和多晶体晶体中粒子的结合力晶体弹性的微观解释晶体热膨胀的微观解释第八章液体（4学时）第一节液体的微观结构液晶第二节液体的彻体性质第三节液体的表面性质主要内容：液体与晶体和气体的比较液体的宏观特征液体的微观结构定居时间液体各向同性液晶外界因素对液晶的影响显示技术液体的表面性质表面张力表面层表面张力的微观解释表面张力系数影响表面张力系数的因素表面活性物质球形液面下的附加压强拉普拉斯公式柱形液面下的附加压强马鞍形液面下的附加压强接触角润湿和不润湿附着层附着力和内聚力润湿和不润湿的微观解释毛细现象毛细管【重点掌握】：液体的表面性质表面张力表面层表面张力的微观解释表面张力系数球形液面下的附加压强接触角毛细现象【掌握】：润湿和不润湿附着层附着力和内聚力润湿和不润湿的微观解释第九章相变（5学时）第一节单元系一级相变的普遍特征第二节气液相变第三节克拉珀龙方程第五节范德瓦耳斯等温线对比物态方程第六节固液相变第七节固气相变三相图主要内容：元单元系二元系多元系相相变一级相变单元系一级相变相变中体积的改变相变潜热内潜热和外潜热汽化蒸发气液等温相变饱和蒸气与液体平衡汽化曲线相平衡曲线饱和蒸气压影响饱和蒸气压的因素饱和蒸气压与液面曲率的关系凝结过冷蒸气亚稳态凝结核云雾的形成云室沸腾沸腾的条件过热液体亚稳态汽化核泡室暴沸临界等温线临界点临界态临界参量临界温度临界压强临界摩尔体积克劳修斯—克拉珀龙方程沸点与压强的关系正常沸点高压锅蒸气压方程由蒸气压方程求潜热沸点与海拔高度的关系兰州市区水的沸点熔点与压强的关系正常熔点范德瓦耳斯等温线亚稳平衡范德瓦耳斯气体的临界参量临界系数由临界参量确定范德瓦耳斯常量对应态对应态定律熔化凝固熔化曲线凝固时体积的改变升华凝华升华曲线升华与蒸发升华热与汽化热和熔化热的关系三相点相图三相图【重点掌握】：单元系一级相变相变中体积的改变相变潜热克劳修斯—克拉珀龙方程【掌握】：气液等温相变饱和蒸气与液体平衡汽化曲线相平衡曲线【难点】：临界等温线临界点临界态临界参量范德瓦耳斯等温线亚稳平衡制定人：蔡让岐毛延哲审定人：批准人：日期：。
热学基本概念答案
热学基本概念答案1． 温度：是指物体的冷热程度。
测量的工具是温度计。
2． 温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。
3． 摄氏温度(℃):单位是摄氏度。
1摄氏度的规定：把冰水混合物的温度规定为0度，把纯水沸腾时的温度规定为100度，在0度和100度之间分成100等分，每一等分为1℃。
4． 温度的测量标准叫温标。
常用的温标有摄氏温标和热力学温标。
5． 常见的温度计有(1)实验室用温度计；(2)体温计。
6． 体温计：测量范围是35℃至42℃，每一小格是0.1℃。
7． 温度计使用：(1)使用前应观察它的量程和最小分度值；(2)使用时温度计玻璃泡要全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁；(3)待温度计示数稳定后再读数；(4)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。
89． 熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。
要吸热。
10．凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。
要放热. 11． 熔点和凝固点：晶体熔化时保持不变的温度叫熔点；。
晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。
晶体的熔点和凝固点相同。
12． 晶体和非晶体的重要区别：晶体都有一定的熔化温度（即熔点），而非晶体没有熔点。
13． 熔化和凝固曲线图： t （晶体熔化和凝固曲线图） (非晶体熔化曲线图）上图中AD 是晶体熔化曲线图，晶体在AB 段处于固态，在BC 段是熔化过程，吸热，但温度不变，处于固液共存状态，CD 段处于液态；而DG 是晶体凝固曲线图，DE 段于液态，EF 段落是凝固过程，放热，温度不变，处于固液共存状态，FG 处于固态。
14． 汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。
都要吸热。
15． 蒸发：是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。
16． 沸腾：是在一定温度(沸点)下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
液体沸腾时要吸热，但温度保持不变，这个温度叫沸点。
17． 影响液体蒸发快慢的因素：(1)液体温度；(2)液体表面积；(3)液面空气流动快慢。
温度(讲义及答案)
温度（讲义及答案）温度（讲义）一、知识点睛1.温度的意义物体的叫温度。
2.国际温标热力学温标：用表示，单位，单位符号。
热力学温度T和摄氏温度t的换算关系是T=t+273.15K。
热力学温度每升高1K 时，摄氏温度升高℃。
冰水混合物的热力学温度是273.15K。
绝对零度：热力学的最低温度，即K，℃；且绝度零度在自然条件下是不可能达到的。
3.温度计原理：根据液体的性质。
两种常见的自制温度计：气体温度计4.温度计的使用使用前：观察量程和分度值。
使用时：“选”：、合适的温度计；“放”：、；“读”：、、；“记”：、。
5.温度计的校准（1）确定起始刻度（2）找准分度值1.2.在寒冷的冬天，河面上面结了一层厚厚的冰，冰下面有流动的水，若冰面上方气温是-10℃，那么，下列说法中正确的是A．冰的上表面为-10℃，下表面是0℃B．整个冰层的温度都是-10℃C．整个冰层的温度都是0℃D．冰层的下表面的温度是-10℃3.某天广州的温度是18℃，而吉林的温度是-12℃，这天广州比吉林的温度高（）A．-4℃B．4℃C．30℃D．-40℃4.除摄氏温标外，还有华氏温标和热力学温标，国际单位制中所采用的温标是热力学温标，它的单位名称是开尔文，符号是“K”。
冰水混合物的热力学温度是273.15K。
热力学温度T和摄氏温度t 的换算关系是T=t+273.15K、则在热力学温度中，沸水的温度为K，摄氏温度中℃相当于热力学温度中的零开尔文。
5.同一个物体的温度可以用摄氏温标或热力学温标表示，摄氏温度20℃，用热力学温标表示为293.15K。
那么，当自来水的温度升高1℃时，用热力学温标表示这一温度的升高，下列说法正确的是( )A．温度升高大于1KB．温度升高等于1KC．温度升高小于1KD．无法确定升高的值与1K 大小关系6.关于温度，下列说法中正确的是（）A．气体的温度升高1℃，也可以说温度升高1K；温度下降5K，也就是温度下降5℃B．摄氏温度t 升至2t，对应的热力学温度由T 升至2TC．绝对零度就是当一定质量的气体体积为零时，用实验方法测出的温度D．随着制冷技术的不断提高，总有一天绝对零度会达到【板块三】温度计7.下列关于温度计的说法，错误的是( )A．常用温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的B．一般物质都有热胀冷缩的性质，各种物质均可用来制成温度计C．温度计的玻璃泡要大，而管径要小D．使用温度计不能超过量程8.世界上首次制成温度计的科学家，他利用气体的制成的“气体温度计”。
高一物理热学基础2023练习题及答案
高一物理热学基础2023练习题及答案第一部分：选择题1. 下列哪个物理量与热运动的速率相关？A) 温度B) 热容量C) 热量D) 功答案：A) 温度2. 一个物体的温度是300K，如果将其温度提高2倍，那么新的温度是多少？A) 600KB) 400KC) 900KD) 150K答案：C) 900K3. 下列哪个选项是热传导的最佳示例？A) 蒸发B) 空气对流C) 辐射D) 铁棒的两端被加热时导热答案：D) 铁棒的两端被加热时导热4. 以下哪个物体是最佳的热绝缘体？A) 金属B) 玻璃C) 木材D) 空气答案：B) 玻璃5. 一个热能转化器将2000J的热能从高温物体传递到低温物体，其中100J的热能被消耗。
这种转化器的效率是多少？A) 5%B) 10%C) 50%D) 90%答案：C) 50%第二部分：填空题1. 热平衡状态指的是两个物体之间没有热量的________。
答案：净传递2. 热容量的单位是________。
答案：焦耳/开尔文 (J/K)3. 热传导的过程中，热量从温度________物体传递到温度________物体。
答案：高、低4. 使用一个隔热材料包裹物体可以减少热量的________。
答案：损失5. 单位质量物质的比热量称为________。
答案：比热容第三部分：解答题1. 简述热平衡的概念及其在日常生活中的应用。
热平衡是指两个物体之间没有净热量的传递，即两物体的温度相等。
在日常生活中，热平衡的应用非常广泛。
例如，我们在冬天使用暖气时，通过调节室内温度使暖气与室内空气达到热平衡，以保持舒适的室内温度。
另外，如果我们将冷水和热水混合，最终达到的水温将是两者的平均温度，这也是热平衡的结果。
2. 解释什么是热传导，并提供一个热传导的实际例子。
热传导是指物质内部由高温区域向低温区域传递热量的过程。
在这个过程中，热量通过物质中的分子之间的碰撞传递。
一个实际的例子是，当我们将一根金属棒的两端加热时，棒子的一端会变热，然后逐渐传递热量到整个棒子，使得棒子整体变热。
热力学与统计物理课后习题答案第一章
热力学与统计物理课后习题答案第一章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κT 。
解：已知理想气体的物态方程为,pV nRT = （1）由此易得11,p V nR V T pV Tα=== ?（2） 11,V p nR p T pV Tβ=== ?（3） 2111.T T V nRT V p V p pκ=-=--= ? ? ???????? （4）1.2 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κT ，根据下述积分求得：()ln T V =αdT κdp -?如果11,T T pακ==，试求物态方程。
解：以,T p 为自变量，物质的物态方程为(),,V V T p =其全微分为.p TV V dV dT dp T p=+ ? ?（1）全式除以V ，有11.p TdV V V dT dp V V T V p =+ ? ?根据体胀系数α和等温压缩系数T κ的定义，可将上式改写为.T dVdT dp Vακ=- （2）上式是以,T p 为自变量的完整微分，沿一任意的积分路线积分，有()ln .T V dT dp ακ=-? （3）若11,T T pακ==，式（3）可表为 11ln .V dT dp Tp ??=- （4）选择图示的积分路线，从00(,)T p 积分到()0,T p ，再积分到（,T p ），相应地体积由0V 最终变到V ，有000ln=ln ln ,V T p V T p - 即00p V pV C T T ==（常量），或.p V C T=（5）式（5）就是由所给11,T T pακ==求得的物态方程。
确定常量C 需要进一步的实验数据。
1.3 在0C 和1n p 下，测得一铜块的体胀系数和等温压缩系数分别为51714.8510K 7.810.n p ακ----=?=?T 和T ακ和可近似看作常量，今使铜块加热至10C 。
哈工大 热学 答案：第一章 温度
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）当时，即可由，解得故在时（2）又当时则即解得：故在时，（3）若则有显而易见此方程无解，因此不存在的情况。
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：(1)(2)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。
解：根据已知冰点。
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；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.解：根据从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.题1-4图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。
当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28欧姆。
试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。
解：依题给条件可得则故1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。
设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。
解：由题给条件可知由（2）-（1）得将（3）代入（1）式得1-7水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm。
（1）在室温时，水银柱的长度为多少？（2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，试求溶液的温度。
普通物理学教程《热学》（秦允豪编）答案第一章导论
普通物理学教程《热学》（秦允豪编）习题解答第一章 导论1.3.1 设一定容气体温度计是按摄氏温标刻度的，它在0.1013MPa 下的冰点及0.1013MPa 下水的沸点时的压强分别为0.0405MPa 和0.0553MPa ，试问（1）当气体的压强为0.0101MPa 时的待测温度是多少？（2）当温度计在沸腾的硫中时（ 0.1013MPa 下的硫的沸点为444.5），气体的压强是多少？ 解：（1）C t i ︒=0，MPa P i 0405.0=； C ts ︒=100，MPa P s 0553.0=C =γ，()P p t ∝，i s is P P t t tg k --==αbP a t +=()()C P P P P P P Pi P t t t P P k t t is ii s i s i i i v ︒⨯---⨯--+=-+=100摄氏C C C ︒-=︒⨯-=︒⨯--=4.20510048.104.31000405.00553.00405.00101.0（2）由()i s i v P P CP P t -︒⨯-=100 ()Ct P P P P v i s i ︒⨯-+=100C C︒⨯⨯+⨯=1005.4441048.11005.444()254.1006.1106286.10-⨯=⨯=m N Pa Pa1.3.2 有一支液体温度计，在0.1013MPa 下，把它放在冰水混合物中的示数t0＝－0.3℃；在沸腾的水中的示数t0＝ 101.4℃。
试问放在真实温度为66.9℃的沸腾的甲醇中的示数是多少？若用这支温度计测得乙醚沸点时的示数是为34.7℃，则乙醚沸点的真实温度是多少？在多大一个测量范围内，这支温度计的读数可认为是准确的（估读到0.1℃）分析：此题为温度计的校正问题。
依题意：大气压为0.1013Mpa 为标准大气压。
冰点C t i ︒=0，汽点C t s ︒=100，题设温度计为未经校证的温度计，C t i ︒-=3.0'，C t s ︒=4.101'，题设的温度计在（1）标准温度为C t P ︒=9.66，求示数温度?'=Pt（2）当示数为C t P ︒=7.34，求标准温度?=P t解：x 为测温物质的测温属性量设''i s t t -是等分的，故()x x t ∝(是线性的)，()x x t ∝'对标准温度计i s iis i p x x x x t t t t --=--……（1） 非标准温度计i s ii s i p x x x x t t t t --=--'''' (2)（1）、（2）两式得：''''i s i p is ip t t t t t t t t --=-- (3)1、示数温度：()'''i i s is i p p t t t t t t t t +-⨯--=()C︒=-+⨯--=01.683.03.04.101010009.66 （答案）C ︒7.67 2、真实温度()ii s i s i p p t t t t t t t t +-⨯--='''' ()C ︒=+-⨯++=41.34001003.04.1013.07.34 （答案）C ︒4.343、（1）两曲线交汇处可认为'p p t t =，代入（3）7.1013.03.04.1013.01000+=++=-p p p t t t ，301007.101+=p p t t 307.1=p t ，C t p ︒=65.17（2）两曲线对i x 相同的点距离为C ︒1.0可视为准确B 上靠0.1()7.1012.03.04.1011.03.01000+=+---=-p p p t t t201007.101+=p p t t ，207.1=p t ，C t p ︒≈=8.1176.11B 下靠0.1 ()7.1014.03.04.1011.03.0100+=++--=-p p p t t t ，C t p ︒=5.23 故C t C 5.238.11≤≤︒1.3.3 对铂电阻温度计，依题意：在C K ︒78.961~803.13温区内，()t w 与t 的关系是不变的即：()21Bt At t w ++= (1)()()0R t R t w =，C R ︒→00，()Ω=000.11t R ；Ω247.15，Ω887.28 代入（1）式 冰融熔点()11111001122==︒⋅+︒⋅+=++C B C A Bt At3861.010000100=+B A (2)水沸点 ()626.211887.2867.44467.44412==++B A6261.241.19773167.4441=++B A6261.141.19773167.444=+B A (3)解（2） 67.4443861.01067.4441067.44442⨯=⨯+⨯B A6871.1711067.4441067.44442=⨯+⨯B A (4)解（3） 61.162103141.19771067.44442=⨯+⨯B A (5)（5）—（4） 0771.9106441.15324-=⨯B ()27109225.5--︒⨯-=C B 答案：2710919.5--︒⨯-C()2310920.3--︒⨯=C A1.3.4 已知：'lg 'lg R b a T R += 675.0,16.1=-=b a求：当Ω=1000'R 时，?=T解：令310lg 1000lg 'lg 3====R X()()KbX a XT 01.433675.016.1322≈=⨯+-=+=1.4.1 已知：Pa MPa P 501002.1102.0⨯==Pa P 510997.0⨯=，mm h 80=，气压计读数Pa P 510978.0'⨯=求：'P 对应的实际气压?'0=P解：以管内气体为研究对象()Pa Pa P P P 550110023.010997.002.1⨯=⨯-=-= s hs V 801=='10978.0'0502P P P P +⨯-=-=()s mmHg s h l l V 8010978.010013.176076010013.110997.0'55552+⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=+-=s 255.94= 可视为C T = 2211V P V P =()2555.9410978.0'8010023.0505⨯⨯-=⨯P s()2550.100.110998.0'-⨯≈⨯=m N Pa P1.4.2 已知：初始体积l V 0.20=，Pa MPa P 501001.1101.0⨯==，每次抽出气体体积lv 2014002020===ω，t n ω=，Pa P t 133=，C T =。
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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）
当时，即可由，解得
故在时
（2）又
当时则即
解得：
故在时，
（3）
若则有
显而易见此方程无解，因此不存在的情况。
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：
(1)
(2)
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。
解：根据
已知冰点。
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；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为,当从测温泡中抽出一些气体,使减为200mmHg时,重新测得,当再抽出一些气体使减为100mmHg时,测得.试确定待测沸点的理想气体温度.
解：根据
从理想气体温标的定义：依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.
题1-4图
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。
当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28欧姆。
试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。
解：依题给条件可得
则
故
1-6在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化，即，并规定冰点为，汽化点为。
设和分别表示在冰点和汽化点时X的值，试求上式中的常数a和b。
解：
由题给条件可知
由（2）-（1）得
将（3）代入（1）式得
1-7水银温度计浸在冰水中时，水银柱的长度为4.0cm；温度计浸在沸水中时，水银柱的长度为24.0cm。
（1）在室温时，水银柱的长度为多少？
（2）温度计浸在某种沸腾的化学溶液中时，水银柱的长度为25.4cm，试求溶液的温度。
解：设水银柱长与温度成线性关系：
当时，
代入上式
当，
（1）
（2）
1-8设一定容气体温度计是按摄氏温标刻度的，它在冰点和汽化点时，其中气体的压强分别为和。
（1）当气体的压强为时，待测温度是多少？
（2）当温度计在沸腾的硫中时（硫的沸点为），气体的压强是多少？
解：解法一设P与t为线性关系：
由题给条件可知：当时有
当时得：
由此而得（1）
（2）时
解法二若设t与P为线性关系
利用第六题公式可得：
由此可得：（1）时
（2）时
1-9当热电偶的一个触点保持在冰点，另一个触点保持任一摄氏温度t时，其热电动势由下式确定：
式中
题1-9题（1）题1-9图（2）
题1-9图（3）
（1）试计算当和时热电动势的值，并在此范围内作图。
（2）设用为测温属性，用下列线性方程来定义温标：
并规定冰点为，汽化点为，试求出a和b的值，并画出图。
（3）求出与和对应的值，并画出图（4）试比较温标t和温标。
解：令
（1）
（2）在冰点时，汽化点，而，已知
解得：
（3）
当时
当时
当时
当时
（4）温标t和温标只有在汽化点和沸点具有相同的值，随线性变化，而t不随
线性变化，所以用作测温属性的温标比t温标优越，计算方便，但日常所用的温标是摄氏温标，t与虽非线性变化，却能直接反应熟知的温标，因此各有所长。
1-10 用L表示液体温度计中液柱的长度。
定义温标与L之间的关系为。
式中的a、b为常数，规定冰点为，汽化点为。
设在冰点时液柱的长
度为，在汽化点时液柱的长度，试求到之间液柱长度差以及到之间液柱的长度差。
解：由题给条件可得：
(1)
(2)
解联立方程（1）（2）得：
则
1-11定义温标与测温属性X之间的关系为，其中K为常数。
（1）设X为定容稀薄气体的压强，并假定在水的三相点为，试确定温标与热力学温标之间的关系。
（2）在温标中，冰点和汽化点各为多少度？
（3）在温标中，是否存在0度？
解：（1）根据理想气体温标
，而X=P
(1)
由题给条件，在三相点时代入式
代入（1）式得：
(2)
（2）冰点代入（2）式得
汽化点代入（2）式得
（3）若，则
从数学上看，不小于0，说明有0度存在，但实际上，在此温度下，稀薄汽体可能已液化，0度不能实测。
1-12一立方容器，每边长20cm其中贮有，的气体，当把气体加热到
时，容器每个壁所受到的压力为多大？
解：对一定质量的理想气体其状态方程为
因，
而
故
1-13一定质量的气体在压强保持不变的情况下，温度由升到时，其体积将改变百分之几？
解：根据方程
则体积改变的百分比为
1-14一氧气瓶的容积是，其中氧气的压强是，规定瓶内氧气压强降到
时就得充气，以免混入其他气体而需洗瓶，今有一玻璃室，每天需用氧气，问一瓶氧气能用几天。
解：先作两点假设，（1）氧气可视为理想气体，（2）在使用氧气过程中温度不变。
则：由可有
每天用掉的氧气质量为
瓶中剩余氧气的质量为
天
1-15水银气压计中混进了一个空气泡，因此它的读数比实际的气压小，当精确的气压计的读数为时，它的读数只有。
此时管内水银面到管顶的距离为。