第一章 热力学得基本规律 1、1 试求理想气体得体胀系数 α,压强系数 β 与等温压缩系数 κ
解: 理想气体得物态方程为,由此可算得: 1、2 证明任何一种具有两个独立参量 T,P 得物质,其物态方程可由实验测得得体胀系数 α 及等温压缩系数 κ ,根据下述积分求得: ,假如,试求物态方程
证明: 两边除以 V,得 积分后得 假如 代入上式,得 所以物态方程为:与 1mol 理想气体得物态方程 PV=R T 相比较,可知所要求得物态方程即为理想气体物态方程
1、3在 0 0C 与 1atm 下,测得一块铜得体胀系数与压缩系数为 a=4、1 85×10-5K-1,k=7、8×10-7a t m-1
a与 k 可以近似瞧作常数
今使铜加热至 1 00C,问(1)压力要增加多少大气压才能使铜块得体积维持不变
(2)若压力增加 100atm,铜块得体积改变多少
解:(a)由上题 体积不变,即 所以 即 (b) 可见,体积增加万分之 4、0 7
1、4 描述金属丝得几何参量就是长度L,力学参量就是张力F,物态方程就是f(F,L,T)=0
实验通常在 1 pn下进行,其体积变化可以忽略
线胀系数定义为,等温杨氏模量定义为 ,其中A就是金属丝得截面积
一般来说,与 Y 就是 T 得函数,对 F 仅有微弱得依赖关系
假如温度变化范围不大,可以瞧作常量
假设金属丝两端固定
试证明,当温度由 T1降至 T2时,其张力得增加为 证明:(a)设,则 (1)由于所以 (2)将(2)式代入(1)式,并利用线胀系数 α 与等温杨氏模量得定义式,得(3)(b)当金属丝两端固定时,d L=0,由(3)式得当温度由T 1降至 T 2时,积分上式得 (4) 1、5 一理想弹性物质得物态方程为 ,其中 L 就是长度,L0就是张力F为零时得 L 值,它只就是温度T得函数,b 就是常数
试证明:(a) 等温杨氏