福建师范大学22春《热力学与统计物理》在线作业二及答案参考88.docx

福建师范大学22春《热力学与统计物理》作业二及答案参考1. 高分子的构型和构象有什么不同?等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范畴还是构象范畴?高分子的构型和构象有什么不同?等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构型范畴还是构象范畴?构型是指分子中由化学键所固定的原子在空间的排列高分子链的构型是在合成过程中形成的，它不能被任何物理方法改变而构象是围绕单键内旋转而形成的分子中的原子的各种空间排列的形态等规聚丙烯晶体中的螺旋链属于构象范畴2. 在霍尔效应实验中，金属导体薄片宽5.0cm、长10.0cm、厚2.0cm电流5.0A并沿长度方向流动当用1T的磁在霍尔效应实验中，金属导体薄片宽5.0cm、长10.0cm、厚2.0cm电流5.0A并沿长度方向流动当用1T的磁场垂直地穿过该导体薄片时，可产生1.0×10-5V的横向电压求：（1）载流子的飘移速度；（2）载流子的密度正确答案：（1）设导体宽度为b霍尔电场和霍尔电压的关系为\r\n （1）\r\n若设载流子的飘移速度为v当电场力与洛仑兹力平衡时有\r\nevB=eEH （2）\r\n由式（1）和式（2）可得载流子的飘移速度为\r\n\r\n（2）设导体厚度为d由题意得金属导体中的载流子是电子因此载流子的密度为\r\n（1）设导体宽度为b,霍尔电场和霍尔电压的关系为（1）若设载流子的飘移速度为v,当电场力与洛仑兹力平衡时,有evB=eEH（2）由式（1）和式（2）可得载流子的飘移速度为（2）设导体厚度为d,由题意得金属导体中的载流子是电子,因此载流子的密度为3. 手头只有一盏白炽灯，如何简便地估计一个凹面反射镜的曲率半径和焦距?手头只有一盏白炽灯，如何简便地估计一个凹面反射镜的曲率半径和焦距?令发光的白炽灯对着凹面镜反射成像，使灯离凹面镜尽量远一些，此时的像距(像到凹面镜顶点的距离)就近似为焦距．焦距的二倍就是凹面镜的曲率半径．4. 关于声现象，下列说法正确的是（　　）A．声音的传播速度是340m/sB．声音可以在真空中传播C．声音只能在空气在传播D关于声现象，下列说法正确的是（　　）A．声音的传播速度是340m/sB．声音可以在真空中传播C．声音只能在空气在传播D．一切正在发声的物体都在振动A、声音在不同介质中的传播速度不同，在空气中的传播速度最慢，且v=340m/s，选项说法片面，不符合题意；B、声音不能在真空中进行传播，选项说法错误；C、声音可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播，选项说法错误；D、只要发声的物体一定在振动，选项说法正确，符合题意；故选D．5. 任何一个实际的弹簧都是有质量的，如果考虑弹簧的质量，弹簧振子的振动周期将变大还是变小?任何一个实际的弹簧都是有质量的，如果考虑弹簧的质量，弹簧振子的振动周期将变大还是变小?从质量的意义上说，质量表示物体的惯性。

弹簧本身的质量计入时，系统的质量增大，更不易改变运动状态对不断地周期性改变运动状态的弹簧振子的简谐运动来说，其进程一定要变慢这就是说，考虑弹簧的质量时，弹簧振子的振动周期要变大6. 蟹状星云中电子的动量可达10-16kg·m/s，星云中磁场约为10-8T，这些电子的回转半径为多大?如果这些电子落到星蟹状星云中电子的动量可达10-16kg·m/s，星云中磁场约为10-8T，这些电子的回转半径为多大?如果这些电子落到星云中心的中子星表面附近，该处磁场约为108T，它们的回转半径又是多少?电子的回转半径为        如果电子落到星云中心的中子星表面附近，则回转半径为    [知识点窍]  运动电荷在磁场中受到的磁力    [逻辑推理]  已知星云中的磁场和电子的动量，可以根据运动电荷在磁场中受到的磁力公式经过变形而求得电子的回转半径 7. 高分子的流动伴有高弹形变，这部分形变是可以回复的 )高分子的流动伴有高弹形变，这部分形变是可以回复的  )正确：低分子液体流动所产生的形变是完全不可逆的由于高聚物的流动并不是高分子链之间简单的相对滑移，而是各个链段分段运动的总结果在外力作用下，高分子链不可避免地要顺外力的了；向有所伸展，也就是说，在高聚物进行黏性流动的同时，必然会伴随一定量的高弹形变，外力消失后，这部分形变是可回复的。

8. CO2的临界温度为31℃，临界压强为73×105Pa，求1 mol CO2的临界体积．CO2的临界温度为31℃，临界压强为73×105Pa，求1 mol CO2的临界体积．正确答案：9. 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=-ΔV，    (4)    △Nr=-△N．    (5)    所以    .   (6)    式中，T，p．μ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，μ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) 10. 给你一支铅笔、一块海绵、一个平底透明的玻璃杯、一块平面镜、足够的水。

请任选其中的器材，分别设计一个力和光的给你一支铅笔、一块海绵、一个平底透明的玻璃杯、一块平面镜、足够的水请任选其中的器材，分别设计一个力和光的物理小实验（与示例不同），简要写出实验过程及能说明的物理知识示例：用力压海绵，发现海绵凹陷下去了，说明力可以改变物体的形状力的实验： （1）用手推桌面上的铅笔，铅笔由静止变为运动，说明力能改变物体的运动状态 （2）杯中装满水，将平面镜盖在杯口，慢慢将杯倒置，平面镜不会掉下来，说明大气压的存在 （3）将杯放在海绵上，慢慢往杯中加水，看到海绵形变量加大，说明压强大小与压力大小有关光的实验：（1）将铅笔斜插入装有水的玻璃杯中，看到铅笔在水面处“弯折”了，说明发生了光的折射现象2）透过装水的玻璃杯，看到铅笔变粗了，说明“水杯”相当于凸透镜，有放大作用3）铅笔放在平面镜前，从平面镜中可看到铅笔的像，说明平面镜可以成像答案科学、合理即可）11. 已知Rh的基谱项为4F9/2，则它的价电子组态为( )A．S1d8B．S0d9C．S2d8D．S0d10已知Rh的基谱项为4F9/2，则它的价电子组态为( )A．S1d8B．S0d9C．S2d8D．S0d10正确答案：A12. 在聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融纺丝过程中，先将制得的非品态卷绕丝冷拉至原长的2.5倍，最后在190℃下热定型，问：(在聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融纺丝过程中，先将制得的非品态卷绕丝冷拉至原长的2.5倍，最后在190℃下热定型，问：(1)冷拉的目的是什么?该过程中发生的结构变化可用何种表征手段来检测，写出与该手段有关的表征参数的表达式。

2)纤维不经过热定型，尺寸和性能不能稳定，其原因是什么?取向；$固定取向结构，防止解取向13. 双酚A型聚碳酸酯的玻璃化温度比聚对苯二甲酸己二醇酯的玻璃化温度______双酚A型聚碳酸酯的玻璃化温度比聚对苯二甲酸己二醇酯的玻璃化温度______高14. 太阳、点燃的火把、霓虹灯、电视荧屏、萤火虫、水母，把它们分成两类：一类包括_____，其特征为_____；另一类包括___太阳、点燃的火把、霓虹灯、电视荧屏、萤火虫、水母，把它们分成两类：一类包括_____，其特征为_____；另一类包括_____，其特征为_____．太阳、萤火虫、水母；自然光源；点燃的火把、霓虹灯、电视荧屏；人造光源15. 我国古书《梦溪笔谈》中记载：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，其原因是我国古书《梦溪笔谈》中记载：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，其原因是______能够传声，且比空气传声的速度．行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声，声音是通过土地、竹筒等固体传过来的，其原因是固体能传声，且比空气传声速度快．故答案为：固体．16. 根据Flory－Krigbaum排斥体积理论，试讨论聚合物稀溶液的热力学行为，主要与哪些因素有关?根据Flory-Krigbaum排斥体积理论，试讨论聚合物稀溶液的热力学行为，主要与哪些因素有关?17. 静止的钾原子光谱中有一对容易辨认的吸收线(K线和H线)，其谱线的波长在395.0nm附近。

来自牧夫星座一个星云的静止的钾原子光谱中有一对容易辨认的吸收线(K线和H线)，其谱线的波长在395.0nm附近来自牧夫星座一个星云的光中，在波长为447.0nm处发现了这两条谱线，试求该星云远离地球的“退行速度”0.123c18. 氦氖激光为波长632.8nm的红光．它的谱线宽度△λ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△λ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λ，谱线宽度为△λ，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. 19. 应力松弛可用哪种模型来描述 ( ) A．理想弹簧与理想黏壶串联 B．理想弹簧与理想黏壶并联 C．四元件模型应力松弛可用哪种模型来描述  (  )  A．理想弹簧与理想黏壶串联   B．理想弹簧与理想黏壶并联  C．四元件模型A20. 高聚物熔体的剪切黏度在牛顿区都相等 ( )高聚物熔体的剪切黏度在牛顿区都相等  (  )正确21. X射线的发现者是：( )A、伦琴B、贝克勒尔C、汤姆逊D、居里夫人X射线的发现者是：( )A、伦琴B、贝克勒。