大學物理下冊輔導書計算作業(yè)題答案.ppt

3 一容器內儲有氧氣，溫度為27oC，其壓強為1.01105Pa，求: (1)氣體分子數(shù)密度; (2)氧氣的密度;(3)分子的平均平動動能； (4)分子間的平均距離,解,14 有N個質量均為m的同種氣體分子，它們的速率分布如圖所示. （1）說明曲線與橫坐標所包圍面積的含義（2）由N和 求a值；（3）求在速率 到 間隔內的分子數(shù)；（4）求分子的平均平動動能.,（4）分子速率平方的平均值按定義為,故分子的平均平動動能為,（3）速率在 到 間隔內的分子數(shù)為,18 目前實驗室獲得的極限真空約為1.3310-11Pa，這與距地球表面1.0104km處的壓強大致相等。試求在27oC時單位體積中的分子數(shù)及分子的平均自由程。（設氣體分子的有效直徑d=3.010-8cm）,解：由理想氣體物態(tài)方程 得分子數(shù)密度為,分子的平均自由程為,可見分子間幾乎不發(fā)生碰撞,20 如果理想氣體的溫度保持不變，當壓強降為原值的一半，分子的平均碰撞頻率和平均自由程如何變化？,又因 ，故當壓強減半時，平均自由程為,6-10 一壓強為1.010 5pa，體積為1.0103m3的氧氣自0加熱到100，問：（1）當壓強不變時，需要多少熱量？當體積不變時，需要多少熱量？（2）在等壓或等體過程中各作了多少功？,解 根據題給初始條件得氧氣的物質的量為,查表知氧氣的定壓摩爾熱容,定體摩爾熱容,（1）等壓過程中氧氣（系統(tǒng)）吸熱,等體過程中氧氣（系統(tǒng)）吸熱,（2）在等壓過程中,而在等體過程中，因氣體的體積不變，故做功為,6-11 如圖所示，系統(tǒng)從狀態(tài)A沿ABC變化到狀態(tài)C的過程中，外界有326J的熱量傳遞給系統(tǒng)，同時系統(tǒng)對外作功126J. 如果系統(tǒng)從狀態(tài)C沿另一曲線CA回到狀態(tài)A，外界對系統(tǒng)作功為52J，則此過程中系統(tǒng)是吸熱還是放熱？傳遞熱量是多少？,解 系統(tǒng)經ABC過程所吸收的熱量及對外所作的功分別為,則由熱力學第一定律可得由A到C過程中系統(tǒng)內能的增量,由此可得從C到A系統(tǒng)內能的增量為,從C到A，系統(tǒng)所吸收的熱量為,式中符號表示系統(tǒng)向外放熱252J,6-16 如圖所示，使1mol氧氣（1）由A等溫地變到B；（2）由A等體地變到C，再由C等壓地變到B. 試分別計算氧氣所作的功和吸收的熱量.,解 （1）沿AB作等溫膨脹的過程中，系統(tǒng)作功,可知在等溫過程中，氧氣吸收的熱量為,（2）沿A到C再到B的過程中系統(tǒng)做功和吸熱分別為,6-19 0.32kg的氧氣作圖中所示循環(huán)ABCDA，設V2=2V1，T1=300K，T2=200K，求循環(huán)效率. （已知氧氣的定體摩爾熱容的實驗值Cv, m=21.1