《2022年大学物理同步辅导与复习自测答案七.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年大学物理同步辅导与复习自测答案七.docx（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载第七章 气体动理论一挑选题名师归纳总结 1.（基础训练 2）C两瓶不同种类的抱负气体,它们的温度和压强都相同,但体积不同,就单位v第 1 页,共 7 页体积内的气体分子数n,单位体积内的气体分子的总平动动能EK/V,单位体积内气体的质量 的关系为：A n 不同, EK/V不同,不同B n 不同, EK/V不同,相同C n 相同, EK/V相同,不同D n 相同, EK/V相同,相同解答：pnkT,由题意, T,p 相同 n 相同；EkN3kTn3kT,而 n,T 均相同E k 相同 V2 VV2由pVmRT得MpM,不同种
2、类气体M不同不同MVRT2.（基础训练7）B设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令vpO2和vpH2分别表示氧fv a气和氢气的最概然速率,就A图中表示氧气分子的速率分布曲线；bvpO2/vpH2=4B图中表示氧气分子的速率分布曲线；OCvpO2/vpH21/4图 7-3图 中 表 示 氧 气 分 子 的 速 率 分 布 曲 线 ；vpO2/vpH21/4D图中表示氧气分子的速率分布曲线；vpO2/vpH2 4解答： 抱负气体分子的最概然速率vp2RT,同一温度下摩尔质量越大的v 越小, 又由M氧气的摩尔质量M32 103kg/mol,氢气的摩尔质量M2 103k
3、g/mol,可得vpO2/vpH21/4；故应当选（ B）；3.（基础训练8）C设某种气体的分子速率分布函数为fv ,就速率分布在v 1v 2 区间内的分子的平均速率为A v2vf vd vB vv2vf v dvv1v 1C v2vf vd v/v2f vdvD v2vf vd v/0f v dv v1v1v1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解答： 由于速率分布函数优秀学习资料欢迎下载fv表示速率分布在v 邻近单位速率间隔内的分子数占总分子数的名师归纳总结 百分率,所以v2N vf vd v表示速率分布在v1v2 区间内的分子的速率总和,而第 2
4、页,共 7 页v1v 2 vNf v 1 dv表示速率分布在v 1v 2 区间内的分子数总和,因此v2vf vd v/v2f vd vv1v1表示速率分布在v 1v 2 区间内的分子的平均速率；4.（基础训练9）B肯定量的抱负气体,在温度不变的条件下,当体积增大时,分子的平均碰撞频率 Z 和平均自由程的变化情形是：A Z 减小而不变 BZ 减小而增大C Z 增大而减小 DZ 不变而增大解答：依据Z2d2v n和算术平均速率：v8RTM得：Z2d28 RTnM即：ZTZ2T221ZT 15.（自测提高3）B 如室内生起炉子后温度从15上升到 27,而室内气压不变,就此时室内的分子数削减了A0.5
5、0 0B 40 0C 90 0D 2100pp解答：p1n 1kT,p2n2kT,n 1n 1n 2kT 1pkT2=1T 1=12 2884.167%T2kT 16.（自测提高7）C一容器内盛有1 mol 氢气和 1 mol 氦气,经混合后,温度为127,该混合气体分子的平均速率为A 20010RB 40010RC 20010R10RD 400 10R10R22- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解答：依据算术平均速率：优秀学习资料,欢迎下载v8RT M其中,T273 127400 K4 103kg mol）M12 103kg mol）,M2依据平均速
6、率的定义,混合气体分子的平均速率为：Nviv iv H2v O 21v H2v O21v H2v O21N2 NA2NANA2v H28 RT8R40040010 RM12 103v O28 RT8R40040010 R2M24 103v20010R10R2二填空题1.（基础训练 11）A、B、C 三个容器中皆装有抱负气体,它们的分子数密度之比为 nA nBnC42 1,而分子的平均平动动能之比为 w Aw Bw C12 4,就它们的压强之比 p Ap Bp _1：1：1_解答：依据分子平均平动动能与宏观温度的关系式：nkTk3kT,可知 A、B、C2三个系统温度之比为T T T 124；由p
7、,就它们的压强之比pAp p 1：1：1；名师归纳总结 2. （基础训练14）f v 、分子质量为m、最第 3 页,共 7 页在平稳状态下, 已知抱负气体分子的麦克斯韦速率分布函数为概然速率为vp,试说明以下各式的物理意义：vP:速率区间内的1 vpfv dv表示 _分子速率处于v :区间内的概率,或分布在分子数占总分子数的百分数_；2 01m v2 fvdv表示分子平动动能的平均值_2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3. （基础训练15）优秀学习资料欢迎下载用总分子数 N、气体分子速率 v 和速率分布函数 f v 表示以下各量：1 速率大于 v 0
8、的分子数vNf v dv ；2 速率大于 v 0 的那些分子的平均速率0 vv 00 vf v dvf v dv；3 多次观看某一分子的速率,发觉其速率大于 v 0 的概率vf v dv 0解答：（ 1）依据速率分布函数 f v dN, dN 表示 v : v dv 区间内的分子数,就速率 Ndv大于 v 0的分子数,即 v : 区间内的分子数为 :v 0 dN v 0 Nf v dv（2）速率大于 v 0 的分子的平均速率：v v 0 vdN v 0 vNf v dv v 0 vf v dvv 0 dN v 0 Nf v dv v 0 f v dv（3）某一分子的速率大于 v0 的概率,即分
9、子速率处于 0v : 区间内的概率,应为v : 区间内的分子数占总分子数的百分数,即：v 0 dN v 0 Nf v dvN N v 0 f v dv4. （基础训练 17）一容器内储有某种气体,如已知气体的压强为 3 105Pa,温度为 27,密度为 0.24 kg/m3,就可确定此种气体是 _1581.14_m/s_氢 _气；并可求出此气体分子热运动的最概然速率为解答：pnkT,np,N m 0nm 0,mnkT,kTVpMN m 0RT p=2g/mol =1581.14m/s v p2RT2p=5 2 3 10M0.245.（自测提高12）储有氢气的容器以某速度v 作定向运动,假设该容
10、器突然停止,气体的全部定向运动名师归纳总结 动能都变为气体分子热运动的动能,此时容器中气体的温度上升0.7 K,就容器作定向运动第 4 页,共 7 页的速度 v =_120_m/s,容器中气体分子的平均动能增加了2.4 1023J解 答 ：氢 气 为 双 原 子 分 子 , 自 由 度 数i5, 分 子 热 运 动 的 平 均 动 能 为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5kT优秀学习资料欢迎下载可,依据题意, 气体的全部定向运动动能都转变为气体分子热运动的动能,2知：1 2Nm0 V2N5k T5T,就T120m/s2V5 kTTR Tm 0M容器中
11、气体分子平均动能增量为：v5k TT2 . 41023J26.（自测提高16）一容器内盛有密度为的单原子抱负气体,其压强为p,此气体分子的方均根速率为23p；单位体积内气体的内能是3p2解答：依据N m 0nm 0,nm 0,玻尔兹曼常数kRVNA就pnkTm 0kTm 0RTRT,即RT MpNAM此气体分子的方均根速率：v23 RT3pM依据能量均分原理,在温度为T 的平稳态下,分子在任一自由度上的平均能量都是名师归纳总结 1kT ,对于单原子分子：自由度数i3,3kT1第 5 页,共 7 页22单位体积内气体的内能En3kT3p22三运算题1.（基础训练21）水蒸气分解为同温度T 的氢气
12、和氧气H 2O H21O2 时, 1 摩尔的水蒸气可分解成2摩尔氢气和1 摩尔氧气当不计振动自由度时,求此过程中内能的增量2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 解答：E0iRT6优秀学习资料1欢迎下载15RTRT,而E5RT5 2RT22224EE 015RT6RT 3 4RT42即内能增加了25；2.（基础训练24）有 N个粒子,其速率分布函数为试求其速率分布函数中的常数ff v C,0vv 0v 表示）f v 0, vv 0C和粒子的平均速率（均通过解答：由归一化条件 v dv00Cd00 dC010C103.0fd001 d12002200（自测提
13、高21）试由抱负气体状态方程及压强公式,推导出气体温度与气体分子热运动的平均平动动能之间的关系式解答：由抱负气体状态方程 pV m RT,式中 m 、 M 分别为抱负气体的质量和摩尔质M量, R 为气体普适常数 , 可得：p mRT Nm 0 RT Nm 0 RT N RT nkT,MV MV N m V V N A即 ：p nkT,（式 中 n N表 示 单 位 体 积 内 的 分 子 数 ,Vk R 1.38 10 23J K 1为玻尔兹曼常数,N A 6.02 10 23个 / mol 为阿伏枷德罗常N A数）名师归纳总结 再由抱负气体的压强公式：kp1 3nm v232 3nk,得气体
14、分子的平均平动动能与第 6 页,共 7 页温度的关系1m v2kT22- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载4.（自测提高 22）很多星球的温度达到 108 K在这温度下原子已经不存在了,把氢核视为抱负气体,求：1 氢核的方均根速率是多少？少电子伏特？解答： 1 氢核的方均根速率：而氢核 质子 是存在的 如 2 氢核的平均平动动能是多v23RT8 3 8.31 1061.58 10 m s / M1 1032 氢核的平均平动动能名师归纳总结 k3kT31.38 10231082.071015J1.29104eV第 7 页,共 7 页22- - - - - - -