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第七章 热学基础 -1 -9 7.1 如设单位摩尔气体的尺度约为 10 m 量级，一个气体分子约为 10 m 量级。试估算宏 观气体系统是由多大数量级的微观粒子组成的。 7.2 较重的原子核可视为由质子、中子等组成的热学系统。试说明这里的“宏观系统”和 “微观粒子”分别是谁？ 答：在此情况下，“热学”系统指是原子核。这里，系统“宏观”说明它具有热力学属 性，而非一般意义上的宏观分类。 7.3 无规则热运动首先由生物学家布朗在观察悬浮在水中的细小花粉颗粒运动时发现。有 人说，热运动就是指花粉颗粒的无规则运动，这种说法正确吗？进一步的，若将水加 热，花粉颗粒运动更加剧烈，这又说明了什么道理。 答：不正确，热运动指的是水分子的无规则运动。当温度上升，水分子热运动加剧，从 而导致花粉运动加剧。 7.4 讨论热力学第零定律在温度概念引进中的必要性。 答：略 7.5 若一个物体的某种状态量与其物质的量成正比，该状态量属于广延量；若状态量与物 质的量没有关系，则属于强度量。试分析理想气体的三个状态量谁属于广延量，谁又 属于强度量。 答：体积（面积）质量、内能等物理量与物质的量有关，因此是广延量；压强温度等物 理量与物质的量无关，因此是强度量。 7.6 有一氧气瓶，其容积为 32 升，压力为 130 大气压。当压力降到 10 大气压时，就应重 新充气。某工厂若平均每天用 1 大气压下的氧气 400 升，试问，在温度不变的情况下， 一瓶氧气能用多少天？ 解: 设温度为 T，出厂氧气质量为M ，最后质量为M ，每天用氧气质量M’ ，故有： 1 2 M p vμ p v 1 RT ∴M1 1 1 μ RT M p vμ p v 2 RT ∴M 2 2 2 μ RT M p v μ M p v RT ∴ μ RT ΔM M 1 −M 2 (p 1 −p 2 )v (130 −10) ×32 t 9.6天 M M p v 1×400 7.7 测定气体摩尔质量的一种方法是：容积为 V 的容器内装满被测的气体，测出其压力为 P ，温度为 T，并称出容器连同气体的质量M ；然后放出一部分气体，使压力降到P ， 1 1 2 温度仍不变，再称出容器连同气体的质量 M2 ，试由此求出该气体的摩尔质量。 解：设容器本身的质量为 M ’，则二状态分别满足 (M 1 −M ′) P V RT 1 μ (M 2 −M ′) P V RT 2 μ (M 1 −M 2 ) R T 联立求解，得μ (P −P )V 1 2 7.8 水银气压计混进了一个气泡，因此它的读数比实际的气压小些。当精确的气压计的水