大学物理--第5章-练习答案.doc

第五章 气体动理论练 习 一一. 选择题1. 一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为和，则两者的大小关系是（ C ）(A) ； (B) ；(C) ； (D) 不确定的。2. 一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m. 根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量平方的平均值为（ D ）(A) =； (B) = (1/3) ；(C) = 3kT /m； (D) = kT/m。3. 设为气体的质量，为气体分子质量，为气体分子总数目，为气体分子数密度，为阿伏伽德罗常数，下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能（ A ） (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。4. 关于温度的意义，有下列几种说法，错误的是（ D ）(A) 气体的温度是分子平动动能的量度；(B) 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；(C) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(D) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。二填空题1. 在容积为10-2m3的容器中，装有质量100g的气体，若气体分子的方均根速率为200m/s，则气体的压强为。N2O2图12. 如图1所示,两个容器容积相等，分别储有相同质量的N2和O2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为30K，当水银滴在正中不动时，N2和O2的温度为= 210k ，= 240k 。( N2的摩尔质量为28103kg/mol,O2的摩尔质量为32103kg/mol)3.分子物理学是研究大量微观粒子的集体运动的统计表现 的学科, 它应用的方法是 统计学 方法。4. 若理想气体的体积为V，压强为p,温度为T，一个分子的质量为m，k为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为 pV/ (kT) 。三. 计算题1. 就质量而言，空气是由76%的N2，23%的O2和1%的Ar三种气体组成，它们的分子量分别为28、32、40。空气的摩尔质量为28.910-3kg/ mol ，试计算1mol空气在标准状态下的内能。解：在1空气中，质量摩尔数质量摩尔数质量摩尔数2. 一瓶氢气和一瓶氧气温度相同.若氢气分子的平均平动动能为6.211021J.试求: (1) 氧气分子的平均平动动能和方均根速率; (2) 氧气的温度。3. 有20个质点，其速率分布如下：2个具有速率v0，3个具有速率2 v0,5个具有速率3 v0,4个具有速率4 v0，3个具有速率5 v0，2个具有速率6 v0，1个具有速率7 v0，试计算其：（1）平均速率；（2）方均根速率；（3）最概然速率。根据、和vp的定义，可得（1）（2）（3）20个质点中出现速率为3v0的概率最大，有5个，所以，vp=3v0.第五章 气体动理论练 习 二一. 选择题1. 两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则（ A ）(A) 两种气体分子的平均平动动能相等；(B) 两种气体分子的平均动能相等；vf(v)v0OAB图2(C) 两种气体分子的平均速率相等；(D) 两种气体的内能相等。2. 麦克斯韦速率分布曲线如图2所示，如果图中A、B两部分面积相等，则该图表示（ D ）(A) 为最可几速率；(B) 为平均速率；(C) 为方均根速率；(D) 速率大于和小于的分子数各占一半。3. 气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体)，当温度不变而压强增大一倍时，氢气分子的平均碰撞次数和平均自由程的变化情况是（ C ）(A) 和都增大一倍；(B) 和都减为原来的一半；(C) 增大一倍而减为原来的一半；(D) 减为原来的一半而增大一倍。二. 填空题1. 若某种理想气体分子的方根速率=450m/s,气体压强为P=7104Pa ，则该气体的密度为r=。2. 对于处在平衡态下温度为T的理想气体, (1/2)kT(k为玻兹曼常量)的物理意义是 每个自由度均分的平均动能 。3. 一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为。4. 一容器贮有某种理想气体，其分子平均自由程为l0，当气体的热力学温度降到原来的一半，但体积不变，分子作用球半径不变，则此时平均自由程为 l0 。三. 计算题1. 当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比M(H2) /M(He) 和内能比E(H2)/ E(He) 。将氢气视为刚性双原子分子气体。解： 由：， 得：由：， 得：2. 假定N个粒子的速率分布函数为：(1)定出常数；(2)求粒子的平均速率。 3. 导体中自由电子的运动类似于气体分子的运动。设导体中共有N个自