同济大学大学物理下册答案（缺11章）第九章 热力学基础解答一、选择题1．C 2．D 3．D 4．D 5．A 6．C 7．B 8．D二、填空题1．传热； 做功； 其温度的改变量； 过程 2．124.7； -84.3 3．21； 2 4．9.52； 5705．Pa 1058.74⨯6．等压； 绝热； 等压； 绝热 7．卡诺； %25 8．320K ； 3.9三、计算题1．解：(1)等体过程：01=A()()5J .1246208031.82511211=-⨯⨯⨯=-=∆=∴T T C M m E Q V 等温过程：02=∆E()J 32033ln28027331812ln d 2222..VVRT M m V p A Q V V =⨯+⨯⨯====∴⎰J 3203321.A A A =+=∴ J 8.93273.20335.124621=+=+=∴Q Q Q J 5.1246=∆E (2)等温过程：03=∆E()J 71687ln22027331812ln 133..VVRT M m A Q =⨯+⨯⨯===∴等体过程：04=A ()()J 5.1246208031.82511244=-⨯⨯⨯=-=∆=∴T T C M m E Q VJ 7168743.A A A =+=∴ J 22934512467168743...Q Q Q =+=+=∴ J 5124643.E E E =∆+∆=∆2． 解：γγC C B B V p V p = ， 3m 49.3=B V由图可看出，C C A A V p V p = ； 从状态方程 RT MmpV = 可知 C A T T = 因此在全过程 C B A →→中， 0=∆EC B →过程是绝热过程，有0=BC QB A →过程是等压过程，有J 109.14)(25)(5⨯=-=-=A AB B A B P AB V p V p T TC M mQ 故全过程C B A →→的J 109.145⨯=+=AB BC Q Q Q 根据热力学第一定律E A Q ∆+=，得全过程C B A →→的J 109.145⨯=∆-=E Q A3．解：设状态c 的体积为2V ，则由于两状态a 、c 的温度相等，故在a c b a →→→中，12211144V V V p V p =∴=在循环过程 A Q ,E =∴=∆0在等体过程b a →中，气体作功为 01=A在等压过程c b →中，气体作功为 ()()11111121243444V p V V p V V p A =-=-=在等温过程a c →中，气体作功为 4ln ln 1121113V p V VV p A -==则在整个循环过程中，系统对外作功和吸收的净热量分别为11321ln443V p A A A A ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=++= 11ln443V p A Q ⎪⎭⎫⎝⎛-==4．解：在等压过程32→中吸热为()23T T C MmQ p -=吸 在等压过程14→中放热为()14T T C MmQ p -=放 所以，231411T T T T Q Q ---=-=吸放η由于在绝热过程21→和43→中，相关状态参量存在如下关系，即γγγγ111212T p T p --= 1-2121)()(γγp p T T = γγγγ411312T p T p --= 1-2134)()(γγp p T T = 由水两式，得23143421T T T T T T T T --== 从而证得所述循环的效率为γγη1212111-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=p p T T第十章 气体分子动理论解答一、选择题1．D 2．C 3．B 4．C 5．A 6．D 7．C 8．A二、填空题 1．Pa 10936.9J 1021.6321--⨯⨯；2．（1）等压； （2）等体； （3）等温3．462； 5102.1⨯ 4．（2）； （1） 5．1:1 16:16．温度； 分子的平均动能； 1mol 气体分子的内能； 质量为m 千克气体分子的内能 7．cm 106s 103.15-12-⨯⨯；8．1K J 2.20-⋅三、计算题1．解：RT MmpV =由题给条件可知两种气体p 、V 、T 都相等，因此，两种气体的R Mm也相等。

即R M m R M m HeHeH H 22=所以质量比2110410233HeH HeH 22=⨯⨯==--M M m m 内能比为 352325He He HH HeH 222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=RT M m RT M m E E2．解：（1） 316325235mm 1042.2m 1042.23001038.1101---⨯=⨯=⨯⨯⨯==kT p n 1633161042.2mm 1mm 1042.2⨯=⨯⨯=⋅=-V n N（2）分子的平均平动动能为J 1021.63001038.123232121232--⨯=⨯⨯⨯==kT m v （3）分子平均速率13s m 59.446103230031.860.160.1--⋅=⨯⨯==M RT v （4）平均每个分子占据的空间为1/n ，设此空间为正方体，则分子间平均距离等于该正方体的边长，即m 1046.31042.21193253-⨯=⨯==nl尽管分子间平均距离很小，但比起氧分子自身线度（～m 1010-）来说，分子间的平均距离还是很大的（前者约为后者的10倍），即分子间存在很大的活动空间。

（5）分子平均碰撞频率为()()19252102s 1007.659.4461042.21056.314.322--⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==v n d z π（6）分子运动的平均自由程为()()()[]m 1036.71042.21056.314.322812521012----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==nd πλ3．解：（1）a P 1035.1100.21075.65252125532⨯=⨯⨯⨯====-V E RT V M m p RT M m E（2）K 3621038.1104.551075.625223222=⨯⨯⨯⨯⨯⨯====-Nk E T kT V N nkT p J 105.723621038.132********--⨯=⨯⨯⨯==kT m v4．解：)2(0)2()0()(00000v v v v v v v v v v ><<<<⎪⎩⎪⎨⎧=N a N a f （1）1d )(0=⎰∞v v f 032v Na =⇒ （2）000.25.1v v -之间的分子数可由图中面积算得，即 N 31 （3）020020911d d d )(00v v v v v v v v v v v v v =+==⎰⎰⎰∞N a N a f第十二章（一） 波动光学解答一、选择题1．C 2．A 3．C 4．E 5．D 6．D 7．B 8．B二、填空题1．1 mm2．频率相同； 振动方向相同； 相位相等或相位差恒定；相干光在相遇点的相位差等于π的偶数倍； 相干光在相遇点的相位差等于π的奇数倍。

3．向棱边移动； 向远离棱边移动； 向棱边移动且条纹间距减小，条纹变密。

4．71022.1-⨯ m5．λd 26．6； 暗； af λ3±7．单缝处波前被分成的波带数越多，每个波带面积越小。

8．3 mm三、计算题1．解： 由λλk e n =+222 得1242-=k en λ由此可分别求得相应于k =1,2,3,4的波长为： 22401＝λnm ； 7.7462＝λnm ； 4483＝λnm ； 3204＝λnm、2λ3λ在可见光范围（400nm-760nm ）内，故波长为746.7nm 和448nm 的两种光在反射时加强。

2．解：（1）m 11.010210550210224910=⨯⨯⨯⨯⨯==∆∴=--x x d kD x k λ（2）0)(12=-+-e ne r r()m 10828.3158.1106.6)1(6612--⨯=-⨯⨯=-=-n e r r71055010828.39612≈⨯⨯=-=∴--λr r k3．解：2)12(2220λλ+=++k e e由几何关系Rr e 22=代入，得：R e k r )2(0-=λ 其中，k 为整数，且λ2e k >4．解：()212s i n λθ＋k a ±= 2,1＝k 得 12100.3m 4.01020.112105.0212212sin 2633+⨯=⨯⋅+⨯⨯=+≈+=---k k f x k a k a ϕλm令k =1 10001=λnm （红外光）令k =2 6002=λnm （黄光） 令k =3 6.4283=λnm （紫光）题给入射光是紫色平行光，所以观察到的波长为428.6nm 即为第三级明条纹。

又因k =3，则()27212sin λλθ＝＋k a =所以，对应于这个衍射方向，可以把单缝处的波前分为7个波带。

第十二章（二） 波动光学解答 一、选择题1 D2 A3 B4 B5 D6 B7 B8 A二、填空题1．666.82．m 100.66-⨯； m 105.16-⨯； 93．nm 2.546； m 1067.66-⨯4．3； 5； 2 5．51.76．自然光或圆偏振光； 线偏振光； 部分偏振光或椭圆偏振光 7．横；电场强度矢量E ；E 8．37︒； 垂直于纸面三、计算题1．解：（1） λθk b a =+sin )(m 1004.2103.589360sin )(69o --⨯=+⨯⨯=+b a b a ，由 λ230sin 1004.2o 6=⨯⨯-得 m 105109-⨯=λ(2) ︒==⨯⨯⨯=--09.233922.01004.2104002sin 40069400ϕϕ︒==⨯⨯⨯=--17.487451.01004.2107602sin 76069760ϕϕ 由此得 ︒=-=∆08.25400760ϕϕϕ2．解：（1）λθk b a =+sin )(m 104.210600230sin )(69o --⨯=+⨯⨯=+b a b a（2） 第三级缺级 'k a b a k += 3'=+k a bam 108.031'6m in -⨯=+==ba a k（3）λm ax 1)(k b a =⨯+ 410600104.296max =⨯⨯=+=--λb a k 屏幕上呈现的全部主极大的级次为 2,1,0±±3．解：光强度为0I 的自然光通过偏振片1P 后成为偏振光，光强度为20I ，其振动方向与1P 的偏振化方向相同。

据题意，当0=t时，2P 与1P 的偏振化方向的夹角为零，在t 时刻，2P 与1P 的偏振化方向的夹角t ωα=。