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一、问答题

1． 将气体绝热可逆膨胀到体积为原来的两倍。此时系统的熵增加吗? 将液体绝热可逆地蒸发为气体时，熵将如何变化？

【答案】

因为在绝热可逆过程中可逆蒸发均不引起系统熵的变化。

2． 某物质的焦耳一汤姆逊系数且有焓

【答案】故由此得故因即故

3． 从同一初态

仅为温度的函数而与P 无关，故

之积与T 无关，与P 亦无关，其必为常数。

+常数，整理得

式中

所以气体的绝热可逆膨胀、液体的绝热

均仅为温度的函数而与压力无关。证明为温度的函数。

之积必为常数，

出发对气体进行恒温可逆压缩和绝热可逆压缩到相同的终态体积，所做压

（常数）描述，恒温可逆用方程pV=nRT描述，可

缩功哪个大些? 为什么？

【答案】由于绝热可逆过程用方程

以证明绝热可逆曲线的斜率大于恒温可逆曲线的斜率：

在以P 、V 为坐标的图中作出绝热可逆曲线和恒温可逆曲线，如下图所示：

由于增加压力体积要缩小，两条曲线的斜率均为负值，而且

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故

即绝热可逆曲线比恒温可逆曲线更陡一些，两条曲线相交于一点，如图所示：由于积大于

的面

的面积，即绝热可逆压缩过程系统做功的绝对值大于恒温可逆压缩过程做功的绝对

值。

4． 试分析说明为什么在定温、定压下两种不混溶的纯液体在无稳定剂的情况下不能形成稳定的乳状液？

【答案】在定温定压下将两种不相混溶的纯液体放在一起并使一种液体高度分散在另一种液体中，这是一个表面面积增大的过程。由

可知：

一定，不变，若增大，必然使增大，因而环境要对系统做非体积功

这是一个非自发过程。分散的结果使系统变为不稳定状态。此时，系统倾向于自发地变为低能量状态，即稳 定状态。获得稳定状态的可能的途径有：降低或减小力不变。故只有减小

使

因

不变，故界面张

综上所述可以证明，若无稳定剂存在，两种不混溶的纯液体不可能形成稳定的乳状液。

5． 简述实验室中常用的水银玻璃温度计的种类及用途。

【答案】（i ）普通水银玻璃温度计，用于测量系统温度的绝对值； （ii ）分段成套温度计，每段量程为绝对值；

（iii ）精密温度计，用于精密度较高要求的温度测量； （iv ）贝克曼温度计，用于测量温差；

（v ）水银接触温度计，用于控制系统温度使之保持恒温。

6． 写出纯物质任意两相平衡的克拉佩龙方程式及气-液（或气-固）两相平衡的克劳修斯一克拉佩龙方程的微分式及积分式。并且指出各公式的运用条件。

【答案】纯物质任意两相平衡的克拉佩龙方程式，

适用条件：无条件；

气-液（或气-固）两相平衡的克劳修斯一克拉佩龙方程的微分式，

适用条件：液体体积可忽略，气体为理想气体； 克劳修斯一克拉佩龙方程的积分式：

适用条件：液体体积可忽略，气体为理想气体，

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总量程为用于测量不同温度区间的温度

不随温度而变。

7． 现有一粒子系统，只有两个能级而且均为非简并的，问处在高能级级

的粒子数的【答案】由因

得

的粒子数为处在低能

时，粒子系的温度为多少度？已知两能级能量值之差

8． 有一假想的气体，这气体的分子分布在两个能级上，其中一个能级是简并度（统计权重）为1的基态能级，另一个能级是简并度为3能量比基态能级高

①写出T 时此气体分子的配分函数式。 ②当

时，计算此气体分子的配分函数

的值。

②当

时，

9． 下图为最大泡压法测定液体表面张力的实验装置，实验要求毛细管顶端与待测液面相切。实验时，滴液漏斗工作，体系压力下降，压力计两臂液柱的高度差增大，同时毛细管顶端液面逐步向外凸出，如下图。但是高 度差增大到一最大值后会突然下降，然后再上升，下降，重复以上过程=在最大值出现的同时，会在毛细管顶端 产生一个气泡。请根据表面化学的知识：

（1）解释这一实验现象；

（2）说明这一实验装置测量表面张力的原理。

【答案】①T 时此气体分子的配分函数

的能级。

【答案】（1）当滴液漏斗工作时，体系压力下降，体系压力低于大气压。毛细管顶端液面两边压力不平衡，该液面发生弯曲，弯曲液面的附加压与体系压力方向一致，可以使得液面两边

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