竞赛练习题（物态变化与热膨胀）

竞赛练习题十四（物态变化与热膨胀）1、在一密封容器里有温度00100TC的饱和水蒸气和少量的水，水汽质量0.1Mkg，水的质量0.001mkg，继续对容器加热，问水刚好蒸发完时，容器里的温度是多少？所需热量是多少？已知每升高01C饱和气压增加33.710Pa，水的汽化热62.2510/LJkg，水汽的定容比热31.3810/()VCJkgK。2、在一个横截面积为S的密闭容器中，有一质量为M的活塞把容器隔成1、2两室，1室有饱和水汽，2室有质量为m的氮气，活塞可以在容器中无摩擦地滑动。原来容器被水平地放置在桌面上，活塞处于平衡，两室的气体温度均为0373TK、压强同为0P，今将整个容器缓慢地转到直立位置，两室温度仍为0T，并有少量水蒸气液化成水。已知水的汽化热为L，水汽和氮气的摩尔质量分别为12和，求整个过程中1室内系统与外界交换的热量。3、在两个用不导热细管连接的相同容器里，有压强01Patm、相对湿度50B％、温度0100C的湿空气。现将一个容器浸没在00C的水中，问系统的压强变为多少？每一个容器中空气的相对湿度变为多少？已知00C时水的饱和蒸汽压为4.6mmHg。4、如图表示3010℃℃范围内水的饱和蒸汽压曲线。现将温度27℃、压强760mmHg、相对湿度80％的空气封闭在容器中，将它逐渐冷却，试问：（1）冷却到12℃时，容器内空气压强是多少？（2）温度降到多少时开始有水凝结？这时纯空气和水蒸气的压强各为多少？5、在容积V=2L的容器里，盛有质量2g2Hm的氢气和少量的水，开始时容器里压强51P=1710Pa，加热后增加到52P=2610Pa，有少部分水蒸发。水蒸气的摩尔质量31810/kgmol。求水的初温、末温及已蒸发水的质量。提示：利用下面饱和水汽压和温度的关系()t℃1001201331521701805(10)sPPa12358106、正确使用压力锅的方法是：将己盖好密封锅盖的压力锅(如图复18-2-1)加热，当锅内水沸腾时再加盖压力阀S，此时可以认为锅内只有水的饱和蒸气，空气己全部排除．然后继续加热，直到压力阀被锅内的水蒸气顶起时，锅内即已达到预期温度(即设计时希望达到的温度)，现有一压力锅，在海平面处加热能达到的预期温度为120℃．某人在海拔5000m的高山上使用此压力锅，锅内有足量的水．1．若不加盖压力阀，锅内水的温度最高可达多少？2．若按正确方法使用压力锅，锅内水的温度最高可达多少？3．若未按正确方法使用压力锅，即盖好密封锅盖一段时间后，在点火前就加上压力阀。此时水温为27℃，那么加热到压力阀刚被顶起时，锅内水的温度是多少？若继续加热，锅内水的温度最高可达多少？假设空气不溶于水．已知：水的饱和蒸气压w()pt与温度t的关系图线如图复18-2-2所示．大气压强()pz与高度z的关系的简化图线如图复18-2-3所示．27t℃时27t3w(27)3.610Pap；27t0z处5(0)1.01310Pap7、把质量1100mg的氮气和未知质量的氧气混合。在77.4TK的条件下，让单位体积的混合气体等温压缩，混合气体压气和体积的关系如图。（1）确定氧气的质量；（2）计算77.4TK时饱和氧气的压强说明：77.4TK是标注大气压下液态氮的沸点，液态氧的沸点更高。8、质量为2kg、温度为13℃、体积为30.19m的氟利昂（其相对分子质量为121），在保持温度不变的条件下被压缩，体积变为30.10m，试问在此过程中有多少千克的氟利昂被液化？(已知在13℃时，液态氟利昂的密度331.4410/fkgm，其饱和汽压，氟利昂的饱和汽可视为理想气体）9、物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验：他们把一个实心的大铝球加热到某温度t，然后把它放在结冰的湖面上（冰层足够厚），铝球便逐渐陷入冰内．当铝球不再下陷时，测出球的最低点陷入冰中的深度h．将铝球加热到不同的温度，重复上述实验8次，最终得到如下数据：实验顺序数12345678热铝球的温度t/℃55708592104110120140陷入深度h/cm9.012.914.816.017.018.017.016.8已知铝的密度约为水的密度的3倍，设实验时的环境温度及湖面冰的温度均为0℃．已知此情况下，冰的熔解热53.3410J/kg．1．试采用以上某些数据估算铝的比热c．2．对未被你采用的实验数据，试说明不采用的原因，并作出解释．10、两个同样的圆柱形绝热量热器，第一个量热器装有预先注入的水冷却而结成的高25hcm的冰，第二个装有110t℃的水，水面高度为25hcm。现将第二个量热器中的水倒入第一个量热器内，并立即标记出水面位置。在达到热平衡后，它们的高度增加了0.5hcm，求第一个量热器内冰的初温是多少？已知冰的密度3900/kgm冰、冰的熔化热340/kJkg、冰的比热2.1/()CkJkgK冰、水的比热4.2/()CkJkgK水11、已知冰、水和水蒸气在一个密闭容器内（容器里没有其他物质），三态如能平衡共存，则系统的温度、压强必定分别是10.01t℃和14.58PmmHg。现有冰、水和水蒸气各1g处于上述平衡状态。若保持总体积不变而对此系统缓缓加热，输入的热量0.255QkJ，试估算系统再次达到平衡时冰、水和水蒸气的质量。已知在此条件下冰的升华热2.83/LkJg升，水的汽化热2.49/LkJg汽