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一、简答题

1． （1）写出分子配分函数的定义式，并阐明其物理意义。

H 、S 、G 、（2）能量标度零点的选择是否影响分子配分函数的数值？是否影响热力学函数U 、A 及热容

的数值？

配分函数的物理意义：一个粒子所有可能状态的玻尔兹曼因子

【答案】（1）求和。

（2）能量标度零点的选择影响分子配分函数的数值，并影响热力学函数U 、H 、G 、A 的数值，但对S 及热容

的数值无影响。

2． Ar 和CO 分子有几个平动、转动和振动自由度？请写出这两种分子在室温下以基态为能量零点的配分函数

【答案】

在求算这些配分函数时，需要哪些有关

和CO 分子的数据？

是单原子分子，有3个平动自由度，无转动和振动自由度。

求算配分函数时，只需要知道粒子的振动几乎全部处于基态。

计算配分函数时，需知C 、O 相对原子质量，及由光谱数据得到的转动惯量I （或分子中C 与O 两原子间的距离）。

3． 在滴管内的液体为什么必须给橡胶乳头加压时液体才能滴出，并呈球形？

【答案】液体在滴管内润湿，形成凹液而，而产生附加压力，其方向指向圆心，平衡时，附加压力与液体压力之和与液面上方的空气压力相平衡，要使液体滴出，必须加大液面上方的压力。液滴成球形是因为，只有在球面上各点的曲率半径形同，各处的附加压力也相同，液滴才会成稳定的形状；而且，形同体积的物质，球形的表面积最小，则表面总的定。

4． 请判断实际气体节流膨胀过程中，系统的

【答案】节流膨胀是恒焓过程，即可逆过程

，

节流膨胀过程Q=0

,

不一定为零，

自由能最低，形状最稳

的相对原子质量。

CO 是异核线性分子，有3个平动、2个转动和1个振动自由度。室温时，振动能级不开放，

中哪些一定为零？ 即

节流过程为不

不一定为零。

5． 已知某一体系的分子仅分布于基态和第一激发态，若以基态能级作为能量标度的零点。并已知基态的简并度为

第一激发态的能量及简并度为

和

（1）写出分布于该两个能级的分子数之比； （2）写出分子的配分函数；

（3）根据（2）中配分函数的形式，导出体系的内的计算式。

【答案】⑴（2）（3）

6． 是否任何两种不同金属组成的热电偶均能用来测温？实验中只能测得热电偶的温差电势，如何从温差电 势找出温度值？你在哪个实验使用热电偶？

【答案】作为热电偶的两种金属，要求其产生的温差电势与温度有线性关系，同时要求温差电势的温度系数必须足够大才行，否则不宜用做热电偶。

为了由测得的温差电势获得被测系统的温度值，则必须事先测得热电偶的温差电势-温度曲线（称工作曲线）。

测定此工作曲线的方法是:将冷端置于冰-水平衡系统中，热端置于温度恒定的标准系统内，测定所产生的热电势。标准系统一般采用101325 Pa 下水的沸点（100°C ）, 苯甲酸的熔点（121. 7°C ）、锡的熔点（232°C ）等。进而绘制热电势-温度工作曲线。此外，还可采用将被测热电偶与标准热电偶并排放在管式电炉内，同步进行温度比较校正。

及等容热容

二、计算题

7． 温度一定时，

反应①：反应②：

各自分解平衡压力为衡，试计算

反应①：

反应②：

同时平衡时：

所以

和

若放置于同一容器中，同时反应平

与的分压。

【答案】各自平衡时，

因为