氣體作業(yè)題2010課件

1、1氣體分子運(yùn)動(dòng)論氣體分子運(yùn)動(dòng)論作業(yè)題作業(yè)題2一一 選擇題：選擇題：1.一定量氫氣（視為剛性分子的理想氣體）。若溫度每升高一定量氫氣（視為剛性分子的理想氣體）。若溫度每升高1K，其內(nèi)能增加其內(nèi)能增加20.8J，則該氫氣的質(zhì)量為，則該氫氣的質(zhì)量為(A) 1.0 10-3kg (B) 2.0 10-3kg (C) 3.0 10-3kg (D) 4.0 10-3kg （普適氣體常量（普適氣體常量R=8.31J mol-1 K-1） BJMTRiME8 .20131. 82510223kgM3100 . 232 有一瓶質(zhì)量為有一瓶質(zhì)量為m的氫氣（視作剛性雙原子分子的理想氣體），的氫氣（視作剛性雙原子分子

2、的理想氣體），溫度為溫度為T，則氫原子的平均動(dòng)能為，則氫原子的平均動(dòng)能為雙原子分子，自由度是雙原子分子，自由度是5kTE25RTDRTCkTBkTA25)(23)(25)(23)( BkTsrtEk)(2143. 有兩瓶氣體，一瓶是氦氣，另一瓶是氫氣（均視為剛性分有兩瓶氣體，一瓶是氦氣，另一瓶是氫氣（均視為剛性分子理想氣體），若它們的壓強(qiáng)、體積、溫度均相同，則氫氣子理想氣體），若它們的壓強(qiáng)、體積、溫度均相同，則氫氣的內(nèi)能是氦氣的的內(nèi)能是氦氣的(A)1/2倍倍 (B)2/3倍倍 (C)5/3倍倍 (D)2倍倍 CRTiME23522HeHHeHiiEERTMpVP、V、T均相同，則摩爾數(shù)相同。均

3、相同，則摩爾數(shù)相同。54. A、B、C三個(gè)容器中皆裝有理想氣體，它們的分子數(shù)密度三個(gè)容器中皆裝有理想氣體，它們的分子數(shù)密度之比為之比為nA:nB:nC=4:2:1，而分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之比為，而分子的平均平動(dòng)動(dòng)能之比為 A: B: C=1:2:4，則它們的壓強(qiáng)之比，則它們的壓強(qiáng)之比PA:PB:PC為為(A)1:1:1 (B)1:2:2 (C)1:2:3 (D)1:2:4 AnP321:1:141:22:14:CBAPPP65. 2g 氫氣與氫氣與2g 氦氣分別裝在兩個(gè)容積相等的封閉容器內(nèi)，溫氦氣分別裝在兩個(gè)容積相等的封閉容器內(nèi)，溫度也相同。（氫氣分子視為剛性雙原子分子）氫氣與氦氣內(nèi)能度也相同。

4、（氫氣分子視為剛性雙原子分子）氫氣與氦氣內(nèi)能之比之比EH2/EHe為為（A）1/3 （B）5/3 （C）10/3 （D）16/3RTMpV22422HHeHeHppRTiME23103524222HeHHHeHeHiiEE C76. 1mol的單原子分子理想氣體，在的單原子分子理想氣體，在1atm的恒定壓強(qiáng)下，從的恒定壓強(qiáng)下，從00C加熱到加熱到1000C，則氣體的內(nèi)能改變了，則氣體的內(nèi)能改變了(A) 0.25 103J (B) 0.5 103J (C) 1.0 103J (D) 1.25 103J （普適氣體常量（普適氣體常量R=8.31J mol-1 K-1）RTiME2JJTRiME31

5、025. 15 .1246)273373(31. 82312D 87.在容積為在容積為102m3的容器中，裝有質(zhì)量的容器中，裝有質(zhì)量100g的氣體，若氣體分的氣體，若氣體分子的方均根速率為子的方均根速率為200m s1，則氣體壓強(qiáng)為則氣體壓強(qiáng)為(A) 0.67 105Pa (B) 1.33 105Pa (C) 2.66 105J (D) 3.99 105PaRTRTmNRTmkTv73. 133302MpVMpVRT3332002PaVMp52441033. 11031 . 01043104 B98 如圖所示的兩條曲線分別表示氫氣和氧氣在同一溫度下的如圖所示的兩條曲線分別表示氫氣和氧氣在同一溫

6、度下的麥克斯韋速率分布曲線。由此可得氧氣分子的最概然速率為麥克斯韋速率分布曲線。由此可得氧氣分子的最概然速率為(A) 500m s-1 (B) 1000m s-1 (C) 2000m s-1 (D) 4000m s-1 RTvp41. 1最可幾速率最可幾速率22OH22OHppvvsmvHp20002smvOp5002f (v)v(m.s-1)02000 A氧氣：氧氣：16氫氣：氫氣：2109 已知已知 f（v）為麥克斯韋速率分布函數(shù)，）為麥克斯韋速率分布函數(shù)，N為總分子數(shù)，則速為總分子數(shù)，則速率率v100m s-1的的分子數(shù)的表達(dá)式為分子數(shù)的表達(dá)式為100100100100)()()()()

7、()()()(dvvNvfDdvvvfCdvvNfBdvvfA B21)(vvdvvfNN速率區(qū)間速率區(qū)間v1v v2 2的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比分布在分布在100m s-1 之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比21)(vvdvvfNN100)(dvvNfN速率速率v100m s-1的的分子數(shù)為分子數(shù)為1110 氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的分子平均碰撞次數(shù)為氮?dú)庠跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的分子平均碰撞次數(shù)為5.42108.s-1。分。分子平均自由程為子平均自由程為 6106cm若溫度不變。氣壓降為若溫度不變。氣壓降為0.1atm，則分子的平均碰撞次數(shù)和平均自由程分別

8、變?yōu)閯t分子的平均碰撞次數(shù)和平均自由程分別變?yōu)?A) 1.81 107s-1，2 10-5cm (B) 2.71 107s-1，3 10-5cm (C) 5.42 107s-1，6 10-5cm (D) 10.84 107s-1，12 10-5cm papdkT22P降低降低10倍，倍， 增大增大10倍。倍。cm5106zvRTv60. 1171042. 5szv不變，不變， 增大增大10倍，則倍，則 減小減小10 倍。倍。Z C12二二 填空題：填空題：1.在一密閉容器中，儲有在一密閉容器中，儲有A、B、C三種理想氣體，處于平衡狀三種理想氣體，處于平衡狀態(tài)。態(tài)。A種氣體的分子數(shù)密度為種氣體的分

9、子數(shù)密度為n1，它產(chǎn)生的壓強(qiáng)為，它產(chǎn)生的壓強(qiáng)為P1；B種氣體種氣體的分子數(shù)密度為的分子數(shù)密度為2n1 ，C種氣體的分子數(shù)密度為種氣體的分子數(shù)密度為3n1 ，則混合氣，則混合氣體的壓強(qiáng)體的壓強(qiáng)P為為_P1。kTnkTnPkTnkTnPkTnP13312211321132166PkTnPPPP132.若理想氣體的體積為若理想氣體的體積為V，壓強(qiáng)為，壓強(qiáng)為P，溫度為，溫度為T，一個(gè)分子的質(zhì)，一個(gè)分子的質(zhì)量為量為m，k為玻爾茲曼常量為玻爾茲曼常量R為普適氣體常量，則該理想氣體的為普適氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為分子數(shù)為_。kTPVN kTVNnkTP14RTMPVP、V、T相同，則相同，則2222

10、OOHHMMkgMMHHOO6 . 11 . 023222223.有一截面均勻的封閉圓筒有一截面均勻的封閉圓筒,中間被一光滑的活塞分隔成兩邊中間被一光滑的活塞分隔成兩邊,如果其中的一邊裝有如果其中的一邊裝有0.1kg的某一溫度的氫氣，為了使活塞停的某一溫度的氫氣，為了使活塞停留在圓筒的正中央，則另一邊應(yīng)裝入同一溫度的氧氣質(zhì)量為留在圓筒的正中央，則另一邊應(yīng)裝入同一溫度的氧氣質(zhì)量為_kg。154 有一瓶質(zhì)量為有一瓶質(zhì)量為M的氫氣（視作剛性雙原子分子的理想氣體），的氫氣（視作剛性雙原子分子的理想氣體），溫度為溫度為T，則氫原子的平均平動(dòng)動(dòng)能為，則氫原子的平均平動(dòng)動(dòng)能為_，氫原子，氫原子的平均動(dòng)能為的

11、平均動(dòng)能為_，該瓶氫氣的內(nèi)能為，該瓶氫氣的內(nèi)能為_。 kT23kT25RTMMmol25kTEH232任何原子的平動(dòng)自由度都是任何原子的平動(dòng)自由度都是3kTE253個(gè)平動(dòng)自由度，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。個(gè)平動(dòng)自由度，兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。RTMRTiME252165 在室內(nèi)生起爐子后溫度從在室內(nèi)生起爐子后溫度從150C升高到升高到270C，而室內(nèi)氣壓不變，而室內(nèi)氣壓不變，則此時(shí)室內(nèi)的分子數(shù)減少了則此時(shí)室內(nèi)的分子數(shù)減少了_。111KTnP 222KTnP 21PP 2211KTnKTn04. 12883001221TTnn2104. 1nn 即減少了即減少了4。176.已知溫度為已知溫度為T1時(shí)，某理想氣體分

12、子的方均根速率等于溫度時(shí)，某理想氣體分子的方均根速率等于溫度T2時(shí)的平均速率，則時(shí)的平均速率，則T2:T1等于等于_。RTRTmkTv73. 1332RTRTmkTv60. 188mkTv123mkTv28mkTmkT21838312TT18RTv60. 11nvdz12127.一固定容器內(nèi)，儲有一定量的理想氣體，溫度為一固定容器內(nèi)，儲有一定量的理想氣體，溫度為T，分子的，分子的平均碰撞次數(shù)為平均碰撞次數(shù)為 ，若溫度升高為，若溫度升高為2T，則分子平均碰撞次，則分子平均碰撞次 為為_2Z1Z1Z122260. 1vTRv222222znvdz198.體積為體積為V的鋼筒中，裝著壓強(qiáng)為的鋼筒中，

13、裝著壓強(qiáng)為P、質(zhì)量為、質(zhì)量為M的理想氣體，的理想氣體，其中速率在其中速率在_附近的單位速率間隔內(nèi)的分子數(shù)最多。附近的單位速率間隔內(nèi)的分子數(shù)最多。MpVRTmkTvp222RTMpVMpVRT20三三 計(jì)算題計(jì)算題1.綠光的波長是綠光的波長是550nm（1nm=10-9m），理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)），理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，以綠光的波長為邊長的立方體內(nèi)有多少個(gè)分子？（玻爾茲下，以綠光的波長為邊長的立方體內(nèi)有多少個(gè)分子？（玻爾茲曼常量曼常量k=1.38 10-23J K-1)解：理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，分子數(shù)密度為解：理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，分子數(shù)密度為 n = p / (kT)2.691025 個(gè)個(gè)/ m

14、3 以以550nm為邊長的立方體內(nèi)應(yīng)有分子數(shù)為為邊長的立方體內(nèi)應(yīng)有分子數(shù)為 N = nV4.48106個(gè)個(gè)212. 將將2kg氦氣和氦氣和Mkg氫氣混合，平衡后混合氣體的內(nèi)能是氫氣混合，平衡后混合氣體的內(nèi)能是4.90 106J，氦分子平均動(dòng)能是，氦分子平均動(dòng)能是6 10-21J，求氫氣質(zhì)量，求氫氣質(zhì)量M。（玻爾茲曼常量（玻爾茲曼常量k=1.38 10-23J K-1；普適氣體常量；普適氣體常量R=8.31J mol-1 K-1）解：解：kT23KkT29032JRTMMEmolHeHe51007.1823JEEEHeH6101 . 32RTMMEmolH252kgMH03. 12因?yàn)橐驗(yàn)樗运?23.容積容積V=0.75m3的容器內(nèi)混有的容器內(nèi)混有N1=1.0 1025個(gè)氧氣分子和個(gè)氧氣分子和N2=4.0 1025個(gè)氮?dú)夥肿?，混合氣體的壓強(qiáng)是個(gè)氮?dú)夥肿?，混合氣體的壓強(qiáng)是2.76 105Pa，求，求（1）分子的平均平動(dòng)動(dòng)能；（）分子的平均平動(dòng)動(dòng)能；（2）混合氣體的溫度。）混合氣體的溫度。（玻爾茲曼常量（玻爾茲曼常量k=1.38 10-23J K-1）解解:(1)RTMpVJpVRTMEk51011. 32323JNNENEkk21211022. 6KkT30032kT23(2)或由或由pnkT得得 KkNNpVnkpT30021234.