第10章 气体动理论.doc

第10章 气体动理论一、选择题1. 一理想气体样品, 总质量为M, 体积为V, 压强为p, 绝对温度为T, 密度为r, 总分子数为N, k为玻尔兹曼常数, R为气体普适常数, 则其摩尔质量可表示为 (A) (B) (C) (D) T10-1-2图2. 如T10-1-2图所示，一个瓶内装有气体, 但有小孔与外界相通, 原来瓶内温度为300K现在把瓶内的气体加热到400K (不计容积膨胀), 此时瓶内气体的质量为原来质量的_倍 (A) 27127 (B) 23 (C) 34 (D) 110T 10-1-3图 3. 相等质量的氢气和氧气被密封在一粗细均匀的细玻璃管内, 并由一水银滴隔开, 当玻璃管平放时, 氢气柱和氧气柱的长度之比为 (A) 16:1 (B) 1:1 (C) 1:16 (D) 32:14. 一容器中装有一定质量的某种气体, 下列所述中是平衡态的为 (A) 气体各部分压强相等 (B) 气体各部分温度相等 (C) 气体各部分密度相等 (D) 气体各部分温度和密度都相等5. 一容器中装有一定质量的某种气体, 下面叙述中正确的是 (A) 容器中各处压强相等, 则各处温度也一定相等 (B) 容器中各处压强相等, 则各处密度也一定相等 (C) 容器中各处压强相等, 且各处密度相等, 则各处温度也一定相等(D) 容器中各处压强相等, 则各处的分子平均平动动能一定相等6. 理想气体能达到平衡态的原因是 (A) 各处温度相同 (B) 各处压强相同 (C) 分子永恒运动并不断相互碰撞 (D) 各处分子的碰撞次数相同7. 理想气体的压强公式可理解为 (A) 是一个力学规律 (B) 是一个统计规律 (C) 仅是计算压强的公式 (D) 仅由实验得出8. 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p1和p2，则两者的大小关系是： (A) p1 p2 (B) p1 100 ms-1的分子数占总分子数的百分比的表达式为_； (2) 速率v 100 ms-1的分子数的表达式为_22. 用总分子数N、气体分子速率v和速率分布函数f(v) 表示下列各量： (1) 速率大于v 0的分子数_； (2) 速率大于v 0的那些分子的平均速率_； (3) 多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v 0的概率_T10-2-23图 23. T10-2-23图示曲线为处于同一温度T时氦（原子量4）、氖（原子量20）和氩（原子量40）三种气体分子的速率分布曲线其中 曲线(a)是 气分子的速率分布曲线； 曲线(c )是 气分子的速率分布曲线24. 处于重力场中的某种气体，在高度z处单位体积内的分子数即分子数密度为n若f (v)是分子的速率分布函数，则坐标介于xx+dx、yy+dy、zz+dz区间内，速率介于v v + dv区间内的分子数d N=_25. 由玻尔兹曼分布律可知，在温度为T的平衡态中，分布在某一状态区间的分子数d N与该区间粒子的能量e有关，其关系为d N _26. 已知大气压强随高度变化的规律为拉萨海拔约为3600m，设大气温度t 27，而且处处相同，则拉萨的气压p 27. 已知大气中分子数密度n随高度h的变化规律nnexp，式中n为h0处的分子数密度若大气中空气的摩尔质量为，温度为T，且处处相同，并设重力场是均匀的，则空气分子数密度减少到地面的一半时的高度为 28. 在一个容积不变的容器中，储有一定量的理想气体，温度为时，气体分子的平均速率为，分子平均碰撞次数为，平均自由程为当气体温度升高为时，气体分子的平均速率为= ；平均碰撞次数= ；平均自由程= 29. 氮气在标准状态下的分子平均碰撞频率为5.42108 s-1，分子平均自由程为610-6 cm，若温度不变，气压降为 0.1 atm ，则分子的平均碰撞频率变为_；平均自由程变为_30. 一定量的理想气体，经等压过程从体积V 0膨胀到2V 0，则描述分子运动的下列各量与原来的量值之比是 (1) 平均自由程_； (2) 平均速率_； (3) 平均动能_31. 已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量为；成年人作一次深呼吸，约吸入的空气，其相应的质量为；吸入的气体分子数约为个三、填空题T10-3-1图1. 两个相同的容器装有氢气，以一细玻璃管相连通，管中用一滴水银作活塞，如图所示当左边容器的温度为0，而右边容器的温度为20时，水银滴刚好在管的中央试问，当左边容器温度由0增到5、而右边容器温度由20增到30时，水银滴是否会移动? 如何移动?2. 一超声波源发射声波的功率为10 W假设它工作10 s，并且全部波动能量都被1 mol氧气吸收而用于增加其内能，问氧气的温度升高了多少? （氧气分子视为刚性分子，摩尔气体常量R 8.31 (JmolK)）3. 质量m6.210g的微粒悬浮在27的液体中，观察到悬浮粒子的方均根速率为1.4 cms假设该粒子速率服从麦克斯韦速率分布，求阿伏加德罗常数 摩尔气体常量R 8.31(JmolK)4. 许多星球的温度达到在这温度下原子已经不存在了，而氢核(质子)是存在的若把氢核视为理想气体，求：(1) 氢核的方均根速率是多少？(2) 氢核的平均平动动能是多少电子伏特？(，玻尔兹曼常量)5. 黄绿光的波长是500nm (1nm=10 -9 m)理想气体在标准状态下，以黄绿光的波长为边长的立方体内有多少个分子? (玻尔兹曼常量k1.3810- 23JK-1)6. 一篮球充气后，其中有氮气8.5g，温度为17，在空中以的高速飞行求：(1) 一个氮分子(设为刚性分子)的热运动平均平动动能，平均转动动能和平均总动能；(2) 球内氮气的内能；(3) 球内氮气的轨道动能7. 一密封房间的体积为 533 m3，室温为20，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少？如果气体的温度升高 1.0，而体积不变，则气体的内能变化多少？气体分子的方均根速率增加多少？已知空气的密度r1.29 kgm-3，摩尔质量Mmol2910-3 kgmol-1，且空气分子可认为是刚性双原子分子（普适气体常量R8.31 Jmol-1K-1)8. 1 kg某种理想气体，分子平动动能总和是1.86106 J，已知每个分子的质量是，试求气体的温度9. 有 210-3 m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75102 J (1) 试求气体的压强； (2) 设分子总数为 5.41022个，求分子的平均平动动能及气体的温度10. 一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2及使用前后分子热运动平均速率之比11. 容器内混有二氧化碳和氧气两种气体，混合气体的温度是 290 K，内能是9.64105 J，总质量是5.4 kg，试分别求二氧化碳和氧气的质量 (二氧化碳的Mmol4410-3 kgmol-1，氧气的Mmol3210-3 kgmol-1 ,普适气体常量 R8.31 Jmol-1K-1)12. 容器内有11kg二氧化碳和2kg氢气(两种气体均视为刚性分子的理想气体)，已知混合气体的内能是8.1106 J求： (1) 混合气体的温度； (2) 两种气体分子的平均动能 (二氧化碳的Mmol4410-3 kgmol-1 ,玻尔兹曼常量k1.3810-23 JK-1摩尔气体常量R8.31 Jmol-1K-1 )13. 容积V1 m3的容器内混有N11.01025个氧气分子和N24.01025个氮气分子，混合气体的压强是2.76105 Pa，求： (1) 分子的平均平动动能； (2) 混合气体的温度14. 当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比和内能比（将氢气视为刚性双原子分子气体）15. 在300K时，空气中速率在(1)附近；(2)10附近，单位速率区间()的分子数占分子总数的百分比各是多少? 平均来讲，的空气中这区间的分子数又各是多少? 空气的摩尔质量按计16. 设氢气的温度为300，求速率在之间的分子数；速率在之间的分子数；速率在之间的分子数之比17. 氮分子的有效直径为3.810-10m求它在标准状态下的平均自由程和连续两次碰撞间的平均时间间隔18. 今测得温度为，压强为时，氩分子和氖分子的平均自由程分别为：和，求：(1) 氖分子和氩分子有效直径之比?(2) 温度为，压强为时，氩分子的平均自由程?19. 真空管的线度为，其中真空度为，设空气分子的有效直径为，求27时单位体积内的空气分子数、平均自由程和平均碰撞频率20. 人体一天大约向周围环境散发 热量，试估算由此产生的熵设人体温度为，忽略人进食时带进体内的熵，环境温度取为237K12.