大学物理贾谊明答案

第11章 热力学基础 11－1 在水面下50.0 m深的湖底处（温度为4.0℃），有一个体积为1.0×10-5 m3的空气泡升到湖面上来，若湖面的温度为17.0℃，求气泡到达湖面的体积。（大气压P0 = 1.013×105 Pa） 分析：将气泡看成是一定量的理想气体，它位于湖底和上升至湖面代表两个不同的平衡状态。利用理想气体物态方程即可求解本题。位于湖底时，气泡内的压强可用公式ghpp0求出，其中为水的密度（常取 = 1.0103 kg·m3）。 解：设气泡在湖底和湖面的状态参量分别为（p1，V1，T1）和（p2，V2，T2）。由分析知湖底处压强为 ghpghpp021。 利用理想气体的物态方程可得空气泡到达湖面的体积为 3510120121212m1011.6TpVTghpTpVTpV 11－2 氧气瓶的容积为3.2×10-2 m3，其中氧气的压强为1.30×107 Pa，氧气厂规定压强降到1.00×106 Pa时，就应重新充气，以免经常洗瓶。某小型吹玻璃车间，平均每天用去0.40 m3 压强为1.01×105 Pa的氧气，问一瓶氧气能用多少天？（设使用过程中温度不变） 分析：由于使用条件的限制，瓶中氧气不可能完全被使用。从氧气质量的角度来分析。利用理想气体物态方程 pV = mRT/M 可以分别计算出每天使用氧气的质量 m3 和可供使用的氧气总质量（即原瓶中氧气的总质量 m1 和需充气时瓶中剩余氧气的质量 m2 之差），从而可求得使用天数321/)(mmmn。 解：根据分析有 RTVMpmRTVMpmRTVMpm333122111；； 则一瓶氧气可用天数  5.933121321VpVppmmmn 11－3 一抽气机转速ω=400rּmin-1，抽气机每分钟能抽出气体 20 升。设容器 的容积V0=2.0 升，问经过多长 时间后 才 能使容器 内的压强由 1.01×105 Pa 降为133Pa。设抽气过程中温度始 终 不变。 分析：抽气机每打 开 一次 活 门 , 容器 内气体的容积在等 温条件下扩 大了 V，因 而压强有所 降低 。活 门 关 上以后 容器 内气体的容积仍 然 为V0 。下一次 又 如 此 变化 ，从而建 立 递 推关 系 。 解：抽气机抽气体时，由玻意耳定律得： 活塞运动第一次： )(0100VVpVp 0001pVVVp 活塞运动第二次： )(0201VVpVp 02001002pVVVpVVVp 活塞运动第n 次： )(001VVpVpnn nnVVVpp 000 VVVnppnn000ln 抽气机每次抽出气体体积 l05.0l)400/20(V l0....