1、第二章气体的热力性质思考题2-1 容器内盛有一定量的理想气体，如果将气体放出一部分后达到了新的平衡状态，问放气前、后两个平衡状态之间参数能否按状态方程表示为下列形式：（a） （b）21TvP21TVP答：放气前、后两个平衡状态之间参数能按方程式（a）形式描述，不能用方程式（b）描述，因为容器中所盛有一定量的理想气体当将气体放出一部分后，其前、后质量发生了变化，根据 ， ，而 可证。11Rmvp22RTvp21m2-3 一氧气瓶内装有氧气，瓶上装有压力表，若氧气瓶内的容积为已知，能否算出氧气的质量。答：能算出氧气的质量。因为氧气是理想气体，满足理想气体状态方程式 。根mRTPV据瓶上压力表的读数
2、和当地大气压力，可算出氧气的绝对压力 P，氧气瓶的温度即为大气的温度；氧气的气体常数为已知；所以根据理想气体状态方程式，即可求得氧气瓶内氧气的质量。2-4 夏天，自行车在被晒得很热的马路上行驶时，为何容易引起轮胎爆破？答：夏天自行车在被晒得很热的马路上行驶时，轮胎内的气体（空气）被加热，温度升高，而轮胎的体积几乎不变，所以气体容积保持不变，轮胎内气体的质量为定值，其可视为理想气体，根据理想气体状态方程式 可知，轮胎内气体的压力升高，即气体作用mRTPV在轮胎上的力增加，故轮胎就容易爆破。2-5 气瓶的体积为 5L，内有压力为 101325Pa 的氧气，现用抽气体积为 0.1L 的抽气筒进行抽气
3、。由于抽气过程十分缓慢，可认为气体温度始终不变。为了使其压力减少一半,甲认为要抽 25 次,他的理由是抽 25 次后可抽走 250.1L=2.5L 氧气，容器内还剩下一半的氧气,因而压力就可减少一半;但乙认为要抽 50 次，抽走 500.lL=5.0L 氧气，相当于使其体积增大一倍，压力就可减少一半。你认为谁对? 为什么? 到底应该抽多少次?答：甲和乙的看法都是错误的。甲把氧气的体积误解成质量,导出了错误的结论,在题设条件下，如果瓶内氧气质量减少了一半，压力确实能相应地减半。但是抽出氧气的体积与抽气时的压力、温度有关,并不直接反映质量的大小。因此,氧气体积减半，并不意味着质量减半。乙的错误在于
4、把抽气过程按定质量系统经历定温过程进行处理。于是他认为体积增大一倍，压力就减半。显然在抽气过程中，瓶内的氧气是一种变质量的系统,即使把瓶内的氧气与被抽走的氧气取为一个联合系统，联合系统内总质量虽然不变，但瓶内氧气的参数与被抽放的氧气的参数并不相同，也同样无法按定质量的均匀系统进行处理。设初始质量 ，抽气一次，减少质量 ，剩余质量 。RTVPm1m2则 ，则02.5.198.02由 ，则RTVPmRTVP1298.01298.0P抽气二次，减少质量 ，剩余质量3则 ，则。220.51.RT mm2223 98.0.由 ，则RTVPmVP123 98 13.P推导得： ，所以 ，得：1198.0P
5、nn 5.0.n 3498.0ln52-8 理想气体的 与 都随温度而变，那么它的差值 是否也随温度而变化？而比pcv pvc热比 则又如何？v答：由迈耶公式可知 ,而气体常数只和气体的种类有关，而与温度无关。但是pvcR比热容比 则是温度的函数。v2-14 平衡时混合气体中各组成气体具有的温度和压力是否相同？答：平衡时不存在势差，所以混合气体中各组成气体具有相同的温度和压力，但是各组分气体的分压力不相同，由 可知，分压力与各组分气体的容积成分有关。pri2-15 混合气体中质量成分较大的组成气体，其摩尔成分是否也一定较大？答：混合气体中质量成分较大的组成气体，其摩尔成分不一定大。因为 。Mxgii
