22春福建师范大学《热力学与统计物理》在线作业二满分答案1

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1、22春福建师范大学热力学与统计物理在线作业二满分答案1. 将lg PMMA在20下溶解于50cm3苯中，已知PMMA的密度为1.18g/cm3，苯的密度为0.879g/cm3，已知数均相对分子质量将lg PMMA在20下溶解于50cm3苯中，已知PMMA的密度为1.18g/cm3，苯的密度为0.879g/cm3，已知数均相对分子质量为105，计算熵变值。在计算中你用了什么假定? 式中：V1为溶剂体积；V2为高分子体积。 在计算中假定体积具有加合性，高分子可以看成由一些体积与苯相等的链段组成，每个链段对熵的贡献相当于一个苯分子，在这里假定了链段数等于单体单元数。 2. 瓶子里装一些水，然后密闭起

2、来。忽然表面的一些水温度升高而蒸发成汽，余下的水温变低，这件事可能吗?它违反热瓶子里装一些水，然后密闭起来。忽然表面的一些水温度升高而蒸发成汽，余下的水温变低，这件事可能吗?它违反热力学第一定律吗?它违反热力学第二定律吗?这件事原则上虽存在可能性，但其概率极微，所以实际上是不可能的。 这件事遵从能量转换与守恒定律，即它不违反热力学第一定律。 热力学第二定律表明自然宏观过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，因而题中所述事件违反热力学第二定律。 3. 一辆铁路平车装有货物，货物与车底板之间的静摩擦系数为0.25，如果火车以30kmh的速度行驶问要使货物不发生一辆铁路平车装有货物，货物与车底

3、板之间的静摩擦系数为0.25，如果火车以30km/h的速度行驶问要使货物不发生滑动，火车从刹车到完全静止所经过的最短路程是多少?4. 为什么拉伸能提高结晶聚合物的结晶度?为什么拉伸能提高结晶聚合物的结晶度?未拉伸时，高分子链呈现无规线团的构象，分子链形成有序结构的能力较差；拉伸使分子链被拉直，分子链相互平行的概率变大，有利于将更多的链段排入晶格中去，从而使高分子的结晶度得到提高。5. 冰在熔化成水的过程中，下列判断正确的是（）A比热容改变，内能和温度不变B比热容改变，内能增加，温度不变C冰在熔化成水的过程中，下列判断正确的是（）A比热容改变，内能和温度不变B比热容改变，内能增加，温度不变C比热

4、容、内能和温度都增加D比热容、内能和温度都不变冰在熔化过程中，吸收热量，而温度保持不变，但内能在增加，由于比热容与物质的种类和物质所处的状态有关，当冰熔化成水后，比热容变大；故选B6. 一简谐波在媒质中传播，其波函数为y=010cos(2tx)m，试求在波传播过程中，媒质中质点运动的最大一简谐波在媒质中传播，其波函数为y=010cos(2tx)m，试求在波传播过程中，媒质中质点运动的最大速度。正确答案：在简谐波传播过程中媒质中每一个质点都在其平衡位置附近作简谐振动其速度为rn rn 质点运动的最大速度为rn vmax=063(ms)rn 由题设波函数可知该简谐波的波速为rn =2(ms)从以上

5、结论可知，波的传播速度和媒质中质点的运动速度是两个完全不同的概念，请注意区分。7. 一个身高1.6m的同学站在离平面镜1.5m处，镜高1.5m，他在平面镜中的像离他有 _m，像高 _m，若将平面镜一个身高1.6m的同学站在离平面镜1.5m处，镜高1.5m，他在平面镜中的像离他有 _m，像高 _m，若将平面镜移到原来像的位置，镜中像移动了 _m因平面镜成像时物距与像距相等，此时物距为1.5m，则像距也为1.5m，所以像离人的距离为3m，但由于像与物是相同的，所以像高也为1.6m，故答案为：3，1.6；当将平面镜移动到原来像的位置时，此时物距为3m，而像距也为3m，所以像移动了3m，故答案为：38

6、. 一质量为10.0克的小球，从h1=25.6厘米高度处由静止下落到一个水平桌面上，反跳的最大高度为h2=19.6厘米。问小一质量为10.0克的小球，从h1=25.6厘米高度处由静止下落到一个水平桌面上，反跳的最大高度为h2=19.6厘米。问小球与桌面碰撞时给桌面的冲量是多少?4.210-2牛顿秒9. 经纬仪望远系统视放大率=-20，使用双线对称夹单线瞄准。求瞄准角误差。经纬仪望远系统视放大率=-20，使用双线对称夹单线瞄准。求瞄准角误差。瞄准角误差=0.25。10. 变化的电流周围不一定会产生磁场。( )变化的电流周围不一定会产生磁场。( )正确答案：11. NaCl、KBr、MgO、CaO

7、都是NaCl型品体，试估算这四种品体点阵能大小顺序，并简述理由(各种玻恩指数可近NaCl、KBr、MgO、CaO都是NaCl型品体，试估算这四种品体点阵能大小顺序，并简述理由(各种玻恩指数可近似认为相等)。正确答案：因为U当马德隆常数、玻恩指数m相同时则U(W+W-)r从r及W+W-两个因素考虑点阵能的次序是MgOCaONaClKBr。因为U,当马德隆常数、玻恩指数m相同时,则U(W+W-)r,从r及W+W-两个因素考虑,点阵能的次序是MgOCaONaClKBr。12. 试证明：开放系涨落的准热力学公式为 . 在T，V恒定时计算，和试证明：开放系涨落的准热力学公式为.在T，V恒定时计算，和考虑

8、系统和源构成一个孤立的复合系统，则涨落状态出现的概率应与其相应的热力学概率成正比，即 . (1) 由于熵为广延量而具有可加性，则复合系统熵的偏离是系统的熵偏离和源的熵偏离之和S(0)=S+Sr开放系的热力学基本方程给出 . (2) 复合系统是孤立系，必有 Er=-E， (3) Vr=-V， (4) Nr=-N (5) 所以 . (6) 式中，T，p分别是源的温度、压强和化学势，平衡时，即为系统的温度、压强和化学势由此可得概率关系为 . (7) 将E看作S，V和N的函数，在其平均值附近展开，并准确到二级，有 . (8) 平衡时，有 ， (9) (10) . (11) 所以 . (12) 代入概率

9、表达式，得 . (13) 以T，V，N为自变量，当T，V不变时，有.代入式(13)，得T，V不变时，粒子数具有偏离N的概率为 (14) 将此式与高斯分布的标准形式比较，得 . (15) 以T，V，为独立变量，当T，V不变时，有 . (16) 代入概率关系得T，V不变时，化学势具有偏离的概率为 . (17) 与高斯分布的标准形式比较，得 . (18) 因为 ， (19) 而 ， (20) ， (21) 所以，由式(19)式(22)，得 . (23) 13. 在两个透振方向平行的偏振片P1、P2之间放一/2片，其主截面沿P1透振方向右旋转27，/2片后再放一右旋石英片，在两个透振方向平行的偏振片P

10、1、P2之间放一/2片，其主截面沿P1透振方向右旋转27，/2片后再放一右旋石英片，其旋光率为=18/mm，用波长为的单色光入射到P1上。求在P2后消光时石英片的厚度为多少?若要P2后消光，则/2片和旋光片应使光矢量转过90。令/2片使光矢量转过2，旋光片再使光矢量转过ad，即2+d=90，将=27，=18/mm代入，得 14. 一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面，该反射面以v1=68 ms的一频率为1 kHz的声源以vS=34 ms的速率向右运动。在声源的右方有一反射面，该反射面以v1=68 ms的速率向左运动。设空气中的声速为=340 ms。试

11、求：(1)声源所发射的声波在空气中的波长；(2)每秒内到达反射面的波数；(3)反射波在空气中的波长。正确答案：(1)在声源右侧声源向着观测者运动静止的观测者接收到的频率为rn rn (2)每秒到达反射面的波数为反射面接收到的频率。在这种情况下波源和接收者都运动而且相互接近所以每秒到达反射面的波数为rn本题为多普勒效应对各种不同情况的应用问题。波在空气中的波长等于波速除以相对于空气静止的观测者测到的频率。15. 试求理想气体分子动能的分布函数。试求理想气体分子动能的分布函数。正确答案：16. 蓝藻属于_生物，支原体属于_生物，酵母属于_生物，果蝇属于_生物，拟南芥属蓝藻属于_生物，支原体属于_生

12、物，酵母属于_生物，果蝇属于_生物，拟南芥属于_生物，大肠杆菌属于_生物。(填“原核”或“真核”)正确答案：原核 原核 真核 真核 真核 原核原核原核真核真核真核原核17. 若原子基态的第六层电子只有4个电子，则原子的第五层电子数为( )。A8B18C32D818若原子基态的第六层电子只有4个电子，则原子的第五层电子数为( )。A8B18C32D818正确答案：B18. 相对论认为所有的物理规律在不同的惯性参照系中是不一样的。( )相对论认为所有的物理规律在不同的惯性参照系中是不一样的。( )正确答案： 19. 有一平板电容器，极板是半径为R的圆形板，现将两极板由中心处用长直引线连接到一远处的

13、交变电源上，有一平板电容器，极板是半径为R的圆形板，现将两极板由中心处用长直引线连接到一远处的交变电源上，使两极板上的电荷量按规律q=q0sint变化略去极板边缘效应，试求两极板间任一点的磁场强度正确答案：20. 对于NPN缓变基区晶体管，导出：对于NPN缓变基区晶体管，导出：由p=nie-/VT有 $由和式(1)并利用爱因斯坦关系得到 上式两边乘以Na，并对x从x到xB积分，得到 在大多数实际的平面晶体管中，基区复合是可以忽略的，因此，在积分中In取为常数对于正向有源模式，把边界条件np(xB)=0代入上式，得到基区内电子分布 (2)$在x=0处利用np(0)=np0eVE/VT，并用np(

14、0)pp(0)=，pp(0)=Na(0)，得到np0(0)=/Na(0)，求得 (3)$为了计算基区输运因子，先把整个基区复合电流取为 根据基区输运因子的定义 将式(2)代入并使用，便得到 (4) 21. 氦氖激光为波长632.8nm的红光它的谱线宽度约为10-8nm，试计算它的相干长度氦氖激光为波长632.8nm的红光它的谱线宽度约为10-8nm，试计算它的相干长度由对光源相干性的分析可知，若光源谱线的中心波长为，谱线宽度为，则相干长度为 式中，Le为原子跃迁发光时的波列长度 由上式可得氦氖激光的相干长度为. 22. 环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同)，试写出它

15、们的立构的不同，并大致预计它们对环氧丙烷经开环聚合后，可得到不同立构的聚合物(无规、全同、间同)，试写出它们的立构的不同，并大致预计它们对聚合物性能各带来怎样的影响?聚环氧丙烷的结构式如下，存在一个不对称碳原子(有星号的)，因而有全同、间同和无规立构体。 性能的影响是：全同或间同立构易结晶，熔点高，材料有一定强度。其中全同立构的结晶度、熔点、强度会比间同立构略高一点。无规立构不结晶或结晶度低，强度差。 常见错误分析：“只存在间同立构，不存在全同立构。” 以上写法省略了H，根据上述结构式，似乎只存在间同不存在全同。这是一种误解，实际上碳的四个价键为四面体结构，三个价键不会在一个平面上。在平面上表

16、示的只是一个示意，全同与间同的真正区别在于CH3是全在纸平面之上(或之下)，或间隔地在纸平面之上和之下。 23. HCN分子的转动、振动自由度分别为( )。A3、6B5、4C2、4D2、7HCN分子的转动、振动自由度分别为( )。A3、6B5、4C2、4D2、7正确答案：C24. 用MO理论判断OF、OF-、OF+的磁矩大小次序，正确的是( )。AOFOF-OF+BOFOF+OF-COF-OFOF+D用MO理论判断OF、OF-、OF+的磁矩大小次序，正确的是( )。AOFOF-OF+BOFOF+OF-COF-OFOF+DOF+OFOF-正确答案：D25. 下列三种聚合物，密度最大的是( )。 A高压聚乙烯 B低压聚乙烯 C聚丙烯下列三种聚合物，密度最大的是()。A高压聚乙烯B低压聚乙烯C聚丙烯B