1-5 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。
1-8 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1-8题(1) 题1-8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
2) 在冰点时 ,汽化点 ,而 , 已知。解得:
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。
1-13 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。1-21 一打气筒,每打一次可将原来压强为 ,温度为 ,体积的空气压缩到容器内。设容器的容积为 ,问需要打几次气,才能使容器内的空气温度为 ,压强为 。
解:打气后压强为: ,题上未说原来容器中的气体情况,可设原来容器中没有空气,设所需打气次数为 ,则。
得: 次。1-26 按重量计,空气是由的氮, 的氧,约的氩组成的(其余成分很少,可以忽略),计算空气的平均分子量及在标准状态下的密度。
解:设总质量为m的空气中,氧、氮、氩的质量分别为 。氧、氮、氩的分子量分别为 。
空气的摩尔数。
则空气的平均摩尔质量为。
即空气的平均分子量为28.9。空气在标准状态下的密度。
第一章作业答案
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