大學(xué)物理第七章氣體動理論

1、第七章 氣體動理論一 選擇題1 C 兩瓶不同種類的理想氣體，它們的溫度和壓強(qiáng)都相同，但體積不同，則單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)n，單位體積內(nèi)的氣體分子的總平動動能(EK/V)，單位體積內(nèi)氣體的質(zhì)量r的關(guān)系為： (A) n不同，(EK/V)不同，r 不同 (B) n不同，(EK/V)不同，r 相同 (C) n相同，(EK/V)相同，r 不同 (D) n相同，(EK/V)相同，r 相同 解答：1. ，由題意，T，p相同n相同；2. ，而n，T均相同相同3. 由得，不同種類氣體M不同不同2 C 設(shè)某種氣體的分子速率分布函數(shù)為f(v)，則速率分布在v 1v 2區(qū)間內(nèi)的分子的平均速率為 (A) (B) (C)

2、 / (D) / 解答：因?yàn)樗俾史植己瘮?shù)f(v)表示速率分布在附近單位速率間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率，所以表示速率分布在v 1v 2區(qū)間內(nèi)的分子的速率總和，而表示速率分布在v 1v 2區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)總和，因此/表示速率分布在v 1v 2區(qū)間內(nèi)的分子的平均速率。3 B 一定量的理想氣體，在溫度不變的條件下，當(dāng)體積增大時，分子的平均碰撞頻率和平均自由程的變化情況是： (A) 減小而不變 (B)減小而增大 (C) 增大而減小 (D)不變而增大 解答：，在溫度不變的條件下，當(dāng)體積增大時，n減小，所以減小而增大。4 B 若室內(nèi)生起爐子后溫度從15升高到27，而室內(nèi)氣壓不變，則此時室內(nèi)的分子數(shù)減少了

3、(A)0.5 (B) 4 (C) 9 (D) 21解答：， ， =二填空題1.A、B、C三個容器中皆裝有理想氣體，它們的分子數(shù)密度之比為nAnBnC421，而分子的平均平動動能之比為124，則它們的壓強(qiáng)之比_111_ 解答：根據(jù)理想氣體分子的壓強(qiáng)公式： nAnBnC1112.某種理想氣體分子在溫度T1時的方均根速率等于溫度T2時的算術(shù)平均速率則T2T1 = _3:8_ 解答：根據(jù)氣體分子的方均根速率和算術(shù)平均速率： 得：即：3.用總分子數(shù)N、氣體分子速率v和速率分布函數(shù)f(v)表示下列各量：(1) 速率大于v 0的分子數(shù) ；(2) 速率大于v 0的那些分子的平均速率 ；(3) 多次觀察某一分子

4、的速率，發(fā)現(xiàn)其速率大于v 0的概率 解答：（1）根據(jù)速率分布函數(shù)，表示區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)，則速率大于v 0的分子數(shù)，即區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)為: （2）速率大于v 0的分子的平均速率：（3）某一分子的速率大于v 0的概率，即分子速率處于區(qū)間內(nèi)的概率，應(yīng)為區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù)，即：4.一容器內(nèi)儲有某種氣體，若已知?dú)怏w的壓強(qiáng)為 3105 Pa，溫度為27，密度為0.24 kg/m3，則可確定此種氣體是_氫_氣；并可求出此氣體分子熱運(yùn)動的最概然速率為_1581.14_m/s解答：， ， ， ，=2(g/mol)圖7-4=1581.14(m/s)5.圖7-4所示曲線為處于同一溫度T時氦（原子量4）、氖

5、（原子量20）和氬（原子量40）三種氣體分子的速率分布曲線。其中曲線（a）是 氬 氣分子的速率分布曲線；曲線（c）是 氦 氣分子的速率分布曲線。解答：根據(jù)理想氣體分子的最概然速率，同一溫度下摩爾質(zhì)量越大的越小，因此（a）是氬氣分子的速率分布曲線；曲線（c）是 氦氣分子的速率分布曲線。6.一容器內(nèi)盛有密度為r的單原子理想氣體，其壓強(qiáng)為p，此氣體分子的方均根速率為 ；單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能是 解答：根據(jù)，玻爾茲曼常數(shù) 則，即此氣體分子的方均根速率： 根據(jù)能量均分原理，在溫度為T的平衡態(tài)下，分子在任一自由度上的平均能量都是，對于單原子分子：自由度數(shù)，單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能三計算題1.儲有1 mol氧氣，容積為1 m3的容器以v10 ms-1 的速度運(yùn)動設(shè)容器突然停止，其中氧氣的80的機(jī)械運(yùn)動動能轉(zhuǎn)化為氣體分子熱運(yùn)動動能，問氣體的溫度及壓強(qiáng)各升高了多少？ (氧氣分子視為剛性分子，普適氣體常量R8.31 Jmol-1K-1 )解答：0.80.80.8 6.16K8.316.160.512Pa2. 水蒸氣分解為同溫度T的氫氣和氧氣H2O H2O2時，1摩爾的水蒸氣可分解成1摩爾氫氣和摩爾氧氣當(dāng)不計振動自由度時，求此過程中內(nèi)能的增量解答：，而，即內(nèi)能增加了25。3.一氧氣瓶的容積為V，充了氣未使用時壓強(qiáng)為p1，溫度為T1；使用后瓶內(nèi)氧氣的質(zhì)量減少為原來的一半，其壓