一、选择题
1.下列对最概然速率p v 的表述中,不正确的是( )
(A )p v 是气体分子可能具有的最大速率;
(B )就单位速率区间而言,分子速率取p v 的概率最大;
(C )分子速率分布函数()f v 取极大值时所对应的速率就是p v ;
(D )在相同速率间隔条件下分子处在p v 所在的那个间隔内的分子数最多。
答案:A
2.有两个容器,一个盛氢气,另一个盛氧气,如果两种气体分子的方均根速率相等,那么由此可以得出下列结论,正确的是( )
(A )氧气的温度比氢气的高;
(B )氢气的温度比氧气的高; (C )两种气体的温度相同;
(D )两种气体的压强相同。
答案:A 3.理想气体体积为 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:
(A )pV/m (B )pV/(kT)
(C )pV/(RT) (D )pV/(mT)
答案:B
4.有A 、B 两种容积不同的容器,A 中装有单原子理想气体,B 中装有双原子理想气体,若两种气体的压强相同,则这两种气体的单位体积的热力学能(内能)A U V ⎛⎫ ⎪⎝⎭和B
U V ⎛⎫ ⎪⎝⎭的关系为 ( ) (A )A B U U V V ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(B )A B U U V V ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(C )A B
U U V V ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;(D )无法判断。
答案:A
5.一摩尔单原子分子理想气体的内能( )。
(A )32mol M RT M (B )2i RT (C )32RT (D )32
KT 答案:C
二、简答题
1.能否说速度快的分子温度高,速度慢者温度低,为什么?
答案:不能,因为温度是表征大量分子热运动激烈程度的宏观物理量,也就是说是大量分子热运动的集体表现,所以说温度是一个统计值,对单个分子说温度高低是没有意义的。
2.指出以下各式所表示的物理含义:
()()()()()RT i RT i kT i kT kT 2
52423232211ν 答案: (1)表示理想气体分子每个自由度所具有的平均能量
(2)表示分子的平均平动动能
(3)表示自由度数为的分子的平均能量
(4)表示分子自由度数为i 的1mol 理想气体的内能
(5)表示分子自由度数为i 的ν mol 理想气体的内能
3. 理想气体分子的自由度有哪几种?
答案: 理想气体分子的自由度有平动自由度、转动自由度。
4. 最概然速率和平均速率的物理意义各是什么?有人认为最概然速率就是速率分布中的最大速率,对不对?
答案:最概然速率表示在该速率附近分子出现的概率最大。
平均速率表示各个分子速率的平均值。
最概然速率不是速率分布中的最大速率。
三、填空题
1、1摩尔理想气体在等压膨胀过程中,气体吸收热量一部分_______________,另一部分____________________,当温度升高1O C ︒时比等容过程多吸收___________J 的热量
答案:用于对外做功,增加气体内能,8.31
2、温度为T 的热平衡态下,物质分子的每个自由度都具有的平均动能为 ;温度为T 的热平衡态下,每个分子的平均总能量 ;温度为T 的热平衡态下,νmol(0/m M ν=为摩尔数)分子的平均总能量 ;温度为T 的热平衡态下,每个分子的平均平动动能 。
答案:12kT ;2i kT ;2i RT ν;kT 2
3。
3、在相同温度下,氢分子与氧分子的平均平动动能的比值为 ,方均根速率的比值为 。
答案:2/32;1/1
四 计算题
一、容器内盛有氮气,压强为10atm 、温度为27ºC ,氮分子的摩尔质量为 28 g/mol 。
求:⑴.分子数密度;⑵.质量密度;⑶.分子质量;⑷.分子平均平动动能;⑸.三种速率:最概然速率,平均速率,方均根速率.
M RT v 73.12
= 二.能量为 的宇宙射线射入一个体积为2升的装有2个大气压的氮气瓶中,如果射线的能量全部被氮气吸收,求(1)氮气的内能变为多少?(2)如果装的是2mol 的氩气,温度将升高多少度?
J 710
0.5-⨯3001038.110013.110)1(235⨯⨯⨯⨯==-KT P n 326m 1045.2-⨯=30031.810013.1101028)
2(53⨯⨯⨯⨯⨯==-RT PM ρ3kg/m 4.11=233010022.61028)3(⨯⨯==-N M m kg
1065.426-⨯=3001038.12323)4(23⨯⨯⨯==-KT k εJ 1021.621-⨯=M
RT v p 41.1)5(=29841.1⨯=m/s 7.417=M RT v 59.1=29859.1⨯=m/s 476=29873.1⨯=m/s
515=J PV E 33
5010013.110210013.122
525)1(⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==
-()J E E E 73010510013.1-⨯+⨯=∆+=内)()(10222)2(8C K iR
E T T R i E ︒⨯=∆=∆⇒∆=∆-或μμ
三.容器体积 内有480克氧气,压强P=1atm ,若吸收外界能量使其压强增加20%,求(1)吸收能量多少?(2)分子的平均平动动能变为多少?
四.一容器内储有氧气,其压强为 .若单位体积内的分子数
.求:⑴该气体的温度为多少?⑵单个分子的平均转动动能为多少?⑶每一摩尔氧气的内能为多少?
35.0m
V =a p P 51014.4⨯=()
326/1000.1m n 个⨯=J
PV i E 4005105.25.02010013.112
52)1(⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆=∆J R M M PV N R KT E mol 2000021011202323)2(-⨯===K kn P T 3001011038.11014.4)1(26235=⨯⨯⨯⨯==-J kT E K 21231014.43001038.122)2(--⨯=⨯⨯==J RT i E 5.623230031.82
52)3(=⨯⨯==内
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