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1、大学物理 气体分子动理论 大作业解答,一、选择题,(A)保持压强和温度不变同时减小体积； (B)保持体积和温度不变同时增大压强； (C)保持体积不变同时增大压强降低温度； (D)保持温度不变同时增大体积降低压强。,( ),D,1一定量的理想气体可以：,(B) (C) (D),( ),2设某理想气体体积为V，压强为P，温度 为T，每个分子的质量为，玻尔兹曼常数 为k，则该气体的分子总数可以表示为：,C,3关于温度的意义，有下列几种说法：,气体的温度是分子平均平动动能的量度； 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义； 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同； 从微观上看，气体
2、的温度表示每个气体分子的冷热程度；,上述说法中正确的是：,( ),（A） (1) 、（2）、（4）. （B） (1) 、（2）、（3）. （C） (2) 、（3）、（4）. （D） (1) 、（3）、（4）.,B,( C ),5两容积不等的容器内分别盛有可视为理 想气体的氦气和氮气，如果它们的温度 和压强相同，则两气体 ：,( ),(A) 单位体积内的分子数必相同； (B) 单位体积内的质量必相同； (C) 单位体积内分子的平均动能必相同； (D) 单位体积内气体的内能必相同。,A,6、质量一定的某种理想气体，其状态参量为压强、体积和温度，若 (A) 其中某一个状态量发生变化，其内能一定变化；
3、 (B) 其中某两个状态量发生变化，其内能一定变化； (C) 这三个状态量都发生变化，其内能才能变化； (D) 只要温度发生变化，其内能一定发生变化。,( ),D,7在标准状态下，体积比为1:2的氧气和氦 气（均视为理想气体）相混合，混合气 体中氧气和氦气的内能之比为：,(A) 1 : 2 (B) 5 : 3 (C) 5 : 6 (D) 10 : 3,( ),C,8. 体积恒定时，一定量理想气体的温度升 高， 其分子的：,(A) 平均碰撞次数将增大 (B) 平均碰撞次数将减小 (C) 平均自由程将增大 (D) 平均自由程将减小,( ),A,二、填充题,1 设氢气在 27C时，每立方厘米内的分
4、子数为 个，则氢气分子的平均平 动动能为 ；作用在容器壁上 的压强为 。,2下面给出理想气体状态方程的几种微分 形式，指出它们各表示什么过程。,（1） 表示 过程； （2） 表示 过程； （3） 表示 过程。,等压,等体,等温,3 容积为10升的容器中储有10克的氧气。 若气体分子的方均根速率 , 则此气体的温度 K ；压强 Pa。,462,4现有两条气体分子速率分布曲线（1）和 （2），如图所示。若两条曲线分别表示同一种气 体处于不同温度下的速率分布，则曲线 表 示气体的温度较高;若两条曲线分别表示同一种温 度下氢气和氧气的速率分布，则曲线 表示 氧气的速率分布。,（2）,（1）,（1）,（
5、2）,v,0,f (v),5在室温27C下，1mol 氢气和1mol 氧气的 内能比为 ；1g氢气和1g氧气的 内能比为 。,11,161,6理想气体的内能是 的单值函数。 表示 ； 表示 ； 表示 。,温度,分子的平均动能,1mol理想气体分子的内能,m Kg理想气体分子的内能,7 氮气在标准状态下的分子平均碰撞次数 为 ，分子平均自由程为 ， 若温度不变，气压降为0.1atm，则分子平均 碰撞次数变为 ；分子平均自 由程变为 。,81mol氢气在 时体积为 ，当温度升高 到 时，它的体积增大到 。则氢气在 此过程中的熵为 。,等体升温：,等温膨胀：,三、计算题,1两个完全相同的容器分别盛有
6、氢气和氦气。如果两种气体的压强、温度相等，求它们的质量比和内能比。,解：,两种气体p、V、T都相等,即,所以质量比,内能比为,2一容器内储有氧气，当温度27C时测得其压 强 ，试求：1mm-3 （1）中有多少氧气分子？ （2）分子平均平动动能； （3）分子平均速率； （4）分子间平均距离； （5）分子平均碰撞频率； （6）分子平均自由程。 已知氧气的摩尔质量 ，氧分子的质量 ，并设氧分子的有效直径 。,解：（1）,（1）中有多少氧气分子？ （2）分子平均平动动能； （3）分子平均速率； （4）分子间平均距离； （5）分子平均碰撞频率； （6）分子平均自由程。,解：（2）分子的平均平动动能为,（
7、3）,（4）平均每个分子占据的空间为1/n， 设此空间为正方体。,（1）中有多少氧气分子？ （2）分子平均平动动能； （3）分子平均速率； （4）分子间平均距离； （5）分子平均碰撞频率； （6）分子平均自由程。,解：（5）分子平均碰撞频率为,（6）分子平均自由程,解：（1）,3体积为 的双原子理想气体分子，其内能 为 。 （1）试求气体的压强； （2）若分子总数为 个，求分子的平均平动动 能和气体的温度。 ；,3体积为 的双原子理想气体分子，其内能 为 。 （1）试求气体的压强； （2）若分子总数为 个，求分子的平均平动动 能和气体的温度。 ；,解：（2）,解：,4有N个气体分子，其速率分布如图所示。当 时，粒子的数目为零。 （1）求常数a； （2）求速率在 之间的分子数； （3）求分子的平均速率。,（1）,解：,4有N个气体分子，其速率分布如图所示。当 时，粒子的数目为零。 （1）求常数a； （2）求速率在 之间的分子数； （3）求分子的平均速率。,（3）,
