普通物理学气体动理论答案

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第十二章 气体动理论 习题解答

第十二章 气体动理论 习题解答
1
专业班级
12.5
学号
5
姓名
一容器内储有氧气,其压强为 1.01 10 Pa ,温度为 300K。求:
(1)气体分子的数密度; (2)氧气的质量密度; (3)氧气分子的平均平动能。 1.01 105 P 2.45 10 25 m 3 kT 1.38 10 23 300 32 10 3 M 25 (2)方法一: nm n 2.45 10 1.3kg / m3 (注意摩尔质量的单位); 23 NA 6.02 10 解: (1) 物态方程 p nkT ,得 n
12.11 在常压下,把一定量的理想气体温度升高 50℃,需要 160J 的热量。在体积不变的情况 下,把此气体温度降低 100℃,将放出 240J 的热量,则此气体分子的自由度是_6_。 分析:本题为第十三章内容。 根据摩尔定体热容和摩尔定压热容公式: CV,m
dQ p i 2 dQV i R 和 C p,m R 得到 2 2 dT dT
m MP 32 10 3 1.01 105 m RT ,得到 1.3kg / m3 M V RT 8.31 300 3 3 (3)氧气分子的平均平动能: k kT 1.38 10 23 300 6.21 10 21 J 2 2 注意:物态方程中的参数都要使用国际单位,因此摩尔质量 M 的单位应该取 kg / mol ,例
专业班级
学号
§12.1~12.3
姓名
12.1 置于容器内的气体,如果气体内各处压强相等,或气体内各处温度相同,则这两种情 况下气体的状态 【B】 (A) 一定都是平衡态. (B) 不一定都是平衡态. (C) 前者一定是平衡态,后者一定不是平衡态. (D) 后者一定是平衡态,前者一定不是平衡态. 分析:一定量的气体,在不受外界的影响下,经过一定的时间,系统达到一个稳定的宏观 性质不随时间变化的状态称为平衡态.(第十二章复习提纲 P.5) 根据物态方程 pV RT 可知,当一定量的气体各处压强(或者温度)相等时,并不能保证 气体的体积和温度(或者压强)时时不变,因此不能说此时气体达到平衡态。 如果本题改为:一定量的气体,各处压强相同,并且各处温度也都相同,此时气体的体积 也就是确定的值,因此气体达到平衡态。 12.2 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 为玻尔兹曼常 量,R 为普适气体常量,则该理想气体的分子数为【B】 (A)

大学物理第十章气体的动理论习题答案

大学物理第十章气体的动理论习题答案

5. 一瓶氦气和一瓶氮气,两者密度相同,分子平均平动动能相等,而且都处于平衡状态, 则两者[ C ] (A)温度相同,压强相等; (B)温度,压强都不相同; (C)温度相同,但氦气的压强大于氮气压强; (D)温度相同,但氦气的压强小于氮气压强。
6. 1mol 刚性双原子分子理想气体, 当温度为 T 时, 其内能为
[
C
]
(A)
3 RT 2
3 (B) kT 2
(C)
5 RT 2
5 (D) kT 2
7. 在一容积不变的封闭容器内, 理想气体分子的平均速率若提高为原来的 2 倍, 则[ D ] (A)温度和压强都提高为原来的 2 倍。 (B)温度为原来的 2 倍,压强为原来的 4 倍。
(C)温度为原来的 4 倍,压强为原来的 2 倍。 (D)温度和压强都为原来的 4 倍。 8. 已知氢气与氧气的温度相同, 请判断下列说法哪个正确? (A)氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强。 (B)氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度。 (C)氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大。 (D) 氧分子的质量比氢分子大, 所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。 9.速率分布函数 f(v)的物理意义为: (A)具有速率 v 的分子占总分子数的百分比。 (B)速率分布在 v 附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比。 (C)具有速率 v 的分子数。 (D)速率分布在 v 附近的单位速率间隔中的分子数。
一.单项选择题: 1.关于温度的意义,有下列几种说法: (1)气体的温度是分子平均平动动能的量度。 (2)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。 (3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同。 (4)从微观上看,气体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) 。 2. 两 容 积 不 等 的 容 器 内 分 别 盛 有 He 和 N2 , 若 它 们 的 压 强 和 温 度 相 同 , 则 两 气 体 [ A ] [ B ]

普通物理学第五版第6章气体动理论答案(精品课件)

普通物理学第五版第6章气体动理论答案(精品课件)
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解:
μ gh
M gh
P = P0 e kT =P0 e RT
ln
P P0
=
Mg h RT
h=
RT Mg
ln P P0
=
8.31×273 28×10-3×9.8
ln
0.75
= 2.3km
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6-15 求压强为1.013×105Pa、质量为 2×10-3kg、容积为1.54×10-3m3的氧气的 分子的平均平动动能。
结束 目录
解:P = ( h1 h2)d =(0.76 0.60)×1.33×105 Pa
V = 0.28×2.0×10-4 =5.6×10-4 m3
T = 273+27=300 K
M = 0.004 kg/mol
PV
=
m M
RT
m
=
M PV RT
=
0.04×0.16×1.33×105×5.6×10-4 8.31×300
提示:
2 p
01e- x2dx =0.847
2 p
0∞e- x2dx =1
结束 目录
解:(1)
v=
v0pv dN vp dN
0
=
vp 0
v
3e
vp 0
v
2e
dv v 2
v
2
p
dv v 2
v
2
p

x=
v vp
dv= vp dx
v
=
vp
1 0
1 0
x 3e-x
2 dx
x 2e-x 2 dx
结束 目录
6-3 一封闭的圆筒,内部被导热的不漏 气的可移动活塞隔为两部分。最初,活塞位 于筒中央,圆筒两侧的长度 l1= l2。 当两侧 各充以T1、p1,与T2、p2的相同气体后,问 平衡时活塞将在什么位置上( 即 l1/l2 是多 少)?已知 p1=1.013×105Pa, T2= 680K, p2 = 2.026×105Pa, T2 =280K。

大学物理第十一章 气体动理论习题详细答案

大学物理第十一章 气体动理论习题详细答案

第十一章气体动理论习题详细答案一、选择题1、答案:B解:根据速率分布函数()f v的统计意义即可得出。

()f v表示速率以v为中心的单位速率区间内的气体分子数占总分子数的比例,而dvvNf)(表示速率以v为中心的dv速率区间内的气体分子数,故本题答案为B。

2、答案:A解:根据()f v的统计意义和pv的定义知,后面三个选项的说法都是对的,而只有A不正确,气体分子可能具有的最大速率不是pv,而可能是趋于无穷大,所以答案A正确。

3、答案:Armsv=据题意得222222221,16H O H HH O O OT T T MM M T M===,所以答案A正确。

4、由理想气体分子的压强公式23kp nε=可得压强之比为:Ap∶Bp∶Cp=n A kAε∶n B kBε∶n C kCε=1∶1∶15、氧气和氦气均在标准状态下,二者温度和压强都相同,而氧气的自由度数为5,氦气的自由度数为3,将物态方程pV RTν=代入内能公式2iE RTν=可得2iE pV=,所以氧气和氦气的内能之比为5 : 6,故答案选C。

6、解:理想气体状态方程PV RTν=,内能2iU RTν=(0mMν=)。

由两式得2U iPV=,A、B两种容积两种气体的压强相同,A中,3i=;B中,5i=,所以答案A正确。

7、由理想气体物态方程'mpV RTM=可知正确答案选D。

8、由理想气体物态方程pV NkT=可得气体的分子总数可以表示为PVNkT=,故答案选C。

9、理想气体温度公式21322k m kTευ==给出了温度与分子平均平动动能的关系,表明温度是气体分子的平均平动动能的量度。

温度越高,分子的平均平动动能越大,分子热运动越剧烈。

因此,温度反映的是气体分子无规则热运动的剧烈程度。

由于k ε是统计平均值,因而温度具有统计意义,是大量分子无规则热运动的集体表现,对个别分子或少数分子是没有意义的。

故答案选B 。

10、因摩尔数相同的氢气和氦气自由度数不同,所以由理想气体的内能公式2i E RT ν=可知内能不相等;又由理想气体温度公式21322k m kT ευ==可知分子的平均平动动能必然相同,故答案选C 。

气体动理论---习题及答案解析

气体动理论---习题及答案解析

气体动理论练习1一、选择题1. 在一密闭容器中,储有A、B、C三种理想气体,处于平衡状态。

A种气体的分子数密度为n1,它产生的压强为p1,B种气体的分子数密度为2n1,C种气体的分子数密度为3n1,则混合气体的压强p为( )A. 3p1;B. 4p1;C. 5p1;D. 6p1.2. 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为玻尔兹曼常量,R为普适气体常量,则该理想气体的分子数为( )A. pVm⁄; B. pVkT⁄; C. pV RT⁄; D. pV mT⁄。

3. 一定量某理想气体按pV2=恒量的规律膨胀,则膨胀后理想气体的温度( )A. 将升高;B. 将降低;C. 不变;D. 升高还是降低,不能确定。

二、填空题1. 解释下列分子动理论与热力学名词:(1) 状态参量:;(2) 微观量:;(3) 宏观量:。

2. 在推导理想气体压强公式中,体现统计意义的两条假设是:(1) ;(2) 。

练习2一、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p1和p2,则两者的大小关系是( )A. p1>p2;B. p1<p2;C. p1=p2;D. 不能确定。

2. 两瓶不同种类的理想气体,它们的温度和压强都相同,但体积不同,则单位体积内的气体分子数为n,单位体积内的气体分子的总平动动能为E kV⁄,单位体积内的气体质量为ρ,分别有如下关系( )A. n不同,E kV⁄不同,ρ不同;B. n不同,E kV⁄不同,ρ相同;C. n相同,E kV⁄相同,ρ不同;D. n相同,E kV⁄相同,ρ相同。

3. 有容积不同的A、B两个容器,A中装有刚体单原子分子理想气体,B中装有刚体双原子分子理想气体,若两种气体的压强相同,那么,这两种气体的单位体积的内能E A和E B的关系( )A. E A<E B;B. E A>E B;C. E A=E B;D.不能确定。

第七章 气体动理论答案

第七章 气体动理论答案

一.选择题1、(基础训练1)[ C ]温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系:(A) ε和w 都相等. (B) ε相等,而w 不相等.(C) w 相等,而ε不相等. (D) ε和w 都不相等. 【解】:分子的平均动能kT i2=ε,与分子的自由度及理想气体的温度有关,由于氦气为单原子分子,自由度为3;氧气为双原子分子,其自由度为5,所以温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能ε不相等;分子的平均平动动能kT w 23=,仅与温度有关,所以温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均平动动能w 相等。

2、(基础训练3)[ C ]三个容器A 、B 、C 中装有同种理想气体,其分子数密度n 相同,而方均根速率之比为()()()2/122/122/12::C B A v v v=1∶2∶4,则其压强之比A p ∶B p ∶C p 为:(A) 1∶2∶4. (B) 1∶4∶8. (C) 1∶4∶16. (D) 4∶2∶1.【解】:气体分子的方均根速率:MRTv 32=,同种理想气体,摩尔质量相同,因方均根速率之比为1∶2∶4,则温度之比应为:1:4:16,又因为理想气体压强nkT p =,分子数密度n 相同,则其压强之比等于温度之比,即:1:4:16。

3、(基础训练8)[ C ]设某种气体的分子速率分布函数为f (v ),则速率分布在v 1~v 2区间内的分子的平均速率为 (A)⎰21d )(v v v v v f . (B) 21()d v v v vf v v ⎰.(C)⎰21d )(v v v v v f /⎰21d )(v v v v f . (D)⎰21d )(v v v v v f /0()d f v v ∞⎰ .【解】:因为速率分布函数f (v )表示速率分布在v 附近单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分率,所以⎰21d )(v v v v v f N 表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子的速率总和,而21()d v v Nf v v ⎰表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子数总和,因此⎰21d )(v v v v v f /⎰21d )(v v v v f 表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子的平均速率。

物理参考解答12-气体动理论

物理参考解答12-气体动理论
(5)根据内能公式
kT
28 10 3 kg mol -1
23 氮气(N2 )或一氧化碳(CO)气体
E
m i 5 3 RT 0.4 8.31 273J 2.310 J M 2 2
24
4
3. 一密闭房间的体积为5×3×3 m3,室温为20 0C。 空气的密度为 1.29 Kg/m3, 摩尔质量为 29 10 3 Kg/mol, 且空气分子可认为是刚性双原子分子。 求(1)室内空气分子热运动的平均平动动能的总和 是多少? (2)如果气体的温度升高1.0K,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? 解(1)室内空气分子总的平均平动动能为:
3RT M
(3)分子的平均平动动能:
3 3 kT 1.38 10 23 273 J 5.6 10 21 J 2 2
分子的平均转动动能:
v2
3 0.011.013 105 494m s -1 1.24 10 2
(2)根据状态方程,得
1.24 10 2
2016/12/20 P.4
C
5.设某种气体的分子速率分布函数为 f ( v) ,则速率在 v1~v2区间内的分子平均速率为: v 2 v1 v f ( v ) d v v2 (A) v vf ( v )dv (B) v 2 1 f ( v )dv (C)

v2 v1
v1
Nv f ( v)dv
vf v d v

av 2 dv 7 v0 v v0 0 av 9 f v d v dv 1 v0 v 2 0

1 v0 2
5
等体过程: 等压过程:
v2

普通物理学气体动理论答案共62页

普通物理学气体动理论答案共62页

41、学问是异常珍贵的东西,从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间,才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话,只需要教育; 而要挑战别普通物理学气体动理论答案
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
44、卓越的人一大优点是:在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联

ch10 气体动理论 习题及答案

ch10 气体动理论 习题及答案

第10章 气体动理论 习题及答案1、什么是热力学系统的平衡态?气体在平衡态时有何特征?当气体处于平衡态时还有分子热运动吗?答:一个系统在不受外界影响的条件下,其宏观性质不随时间变化,则称该系统处于平衡态。

平衡态的特征:(1) 系统与外界在宏观上无能量和物质的交换。

(2) 系统的宏观性质不随时间改变。

气体处于平衡态时,气体分子仍然处于无规则的热运动。

2、何谓理想气体的内能?为什么理想气体的内能是温度的单值函数?解:在不涉及化学反应、核反应、电磁变化的情况下,内能是指分子的热运动能量和分子间相互作用势能之总和。

由于理想气体不考虑分子间相互作用能量,质量为m 的理想气体的所有分子的热运动能量称为理想气体的内能.由于理想气体不计分子间相互作用力,内能仅为热运动能量之总和.即RTi M m E 2是温度的单值函数.3、温度概念的适用条件是什么?温度微观本质是什么?答:温度是大量分子无规则热运动的集体表现,是一个统计概念,对个别分子无意义.温度的微观本质是分子平均平动动能的量度. 4、试说明下列各量的物理意义.(1)kT 21(2)kT 23(3)kT i2(4)RTi M m 2(5)RT i 2(6)RT 23解:(1)在平衡态下,分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为k21T .(2)在平衡态下,分子平均平动动能为kT 23.(3)在平衡态下,自由度为i 的分子平均总能量为kT i2.(4)由质量为m ,摩尔质量为M ,自由度为i 的分子组成的系统的内能为RTi M m 2.(5) 1摩尔自由度为i 的分子组成的系统内能为RT i2.(6) 1摩尔自由度为3的分子组成的系统的内能RT 23,或者说热力学体系内,1摩尔分子的平均平动动能之总和为RT 23.5、最概然速率的物理意义是什么?方均根速率、最概然速率和平均速率各有何用处?答:气体分子速率分布曲线有个极大值,与这个极大值对应的速率叫做气体分子的最概然速率.物理意义是:对所有的相等速率区间而言,在含有P v 的那个速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大.分布函数的特征用最概然速率P v 表示;讨论分子的平均平动动能用方均根速率,讨论平均自由程用平均速率.6、速率分布函数)(v f 的物理意义是什么?试说明下列各量的物理意义(n 为分子数密度,N为系统总分子数).(1)v v f d )( (2)v v nf d )( (3)v v Nf d )( (4)⎰vv v f 0d )( (5)⎰∞d )(v v f (6)⎰21d )(v v v v Nf解:)(v f :表示一定质量的气体,在温度为T 的平衡态时,分布在速率v 附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比.(1) v v f d )(:表示分布在速率v 附近,速率区间v d 内的分子数占总分子数的百分比. (2) v v nf d )(:表示分布在速率v 附近、速率区间dv 内的分子数密度. (3) v v Nf d )(:表示分布在速率v 附近、速率区间dv 内的分子数.(4)⎰vv v f 0d )(:表示分布在21~v v 区间内的分子数占总分子数的百分比.(5)⎰∞d )(v v f :表示分布在∞~0的速率区间内所有分子,其与总分子数的比值是1.(6)⎰21d )(v v v v Nf :表示分布在21~v v 区间内的分子数.7、在同一温度下,不同气体分子的平均平动动能相等。

气体动理论习题解答

气体动理论习题解答

第六章 气体动理论一 选择题1. 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总数为( )。

A. pV /mB. pV /(kT )C. pV /(RT )D. pV /(mT )解 理想气体的物态方程可写成NkT kT N RT pV ===A νν,式中N =??N A 为气体的分子总数,由此得到理想气体的分子总数kTpVN =。

故本题答案为B 。

2. 在一密闭容器中,储有A 、B 、C 三种理想气体,处于平衡状态。

A 种气体的分子数密度为n 1,它产生的压强为p 1,B 种气体的分子数密度为2n 1,C 种气体的分子数密度为3 n 1,则混合气体的压强p 为 ( )A. 3p 1B. 4p 1C. 5p 1D. 6p 1 解 根据nkT p =,321n n n n ++=,得到 故本题答案为D 。

3. 刚性三原子分子理想气体的压强为p ,体积为V ,则它的内能为 ( ) A. 2pV B.25pV C. 3pV D.27pV解 理想气体的内能RT iU ν2=,物态方程RT pV ν=,刚性三原子分子自由度i =6,因此pV pV RT i U 3262===ν。

因此答案选C 。

4. 一小瓶氮气和一大瓶氦气,它们的压强、温度相同,则正确的说法为:( ) A. 单位体积内的原子数不同 B. 单位体积内的气体质量相同 C. 单位体积内的气体分子数不同 D. 气体的内能相同 解:单位体积内的气体质量即为密度,气体密度RTMpV m ==ρ(式中m 是气体分子质量,M 是气体的摩尔质量),故两种气体的密度不等。

单位体积内的气体分子数即为分子数密度kTpn =,故两种气体的分子数密度相等。

氮气是双原子分子,氦气是单原子分子,故两种气体的单位体积内的原子数不同。

根据理想气体的内能公式RT iU 2ν=,两种气体的内能不等。

第四章 气体动理论习题解答

第四章 气体动理论习题解答
v z kT ,若温度不变,压强增大一 2 d 2 p
倍时, 将减为原来的一半,而平均碰撞频率 z 增大一倍,故选 C。 4.19、容积恒定的容器内盛有一定量某种理想气体,其分子热运动的 平 均 自 由 程 为 0 , 平 均 碰 撞 频 率 为 z0 , 若 气 体 的 热 力 学 温 度 降 低 为 原 来 的 1 4 ,则此时分子平均自由程 和平均碰撞频率 z 分别为( A、 0 , z z0 B、 0 , z
n
N 6.02 1023 2.7 1025 m 3 V 22.4 103
( 2) 质量密度

m 0.032 1.43kgm 3 3 V 22.4 10
( 3) 平均每个分子所占的体积 v V 22.4 103 3.72 1026 m3 23 N 6.02 10
3 kT 可知,氢气和氧气的平均平动动能相等, 2
再根据压强公式 p
2 n t ,压强不仅与平均平动动能有关,还与分子数密 3
度有关。由于仅由温度相等,不能确定它们的分子数密度,所以压强不能 确定, A 不正确。 同样,密度也不能确定, B 不正确。 分子的速率随机分布, 也是不确定量, C 不正确。 由 方 均 根 速 率 v 2 1.73
3 kT ,仅与温度有关。两种气体温度相同,则 2
t 相等。平均动能
此 不相等。故选 C.
i kT ,与 i 有关,对于氦气 i 3 ,对于氧气 i 5 ,因 2
4.15、已知氢气与氧气的温度相同,下列说法正确的是(

A、氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的压强一定大于氢气的压强 B、氧分子的质量比氢分子大,所以氧气的密度一定大于氢气的密度 C、氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率一定比氧分子的速 率大 D、氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的方均根速率一定比氧分 子的方均根速率大 解:根据温度公式 t

大学物理07 气体动理论答案

大学物理07 气体动理论答案

07气体动理论答案一、 选择题1.B2.C3.B4.C5.B6. B7.A8.B9.A 10.D二、 填空题1. 大小、质量、速度、能量等;体积、压强、温度、热容量等;统计平均2. pa 3104.7⨯;371K3. 平动动能 3=t 5.373930031.823=⨯⨯=t E J转动动能 2=r 249330031.822=⨯⨯=r E J 内能5=i5.623230031.825=⨯⨯=i E 4.分子速率在p v 附近分布的概率最大或分子速率在p v 附近的分子数最多5.(1)氧;氦 (2)表示分布在速率v 附近,速率区间v v v ∆+→内的分子数占总分子数的百分比 (3)表示分布在∞~0的速率区间内所有分子与总分子数的百分比6.(1)kT 21(2)kT i2 (3)RT i2 7. 1.736×10-10(s) 3.648×10-10(m)8. 1228.103161616116--⨯==∆⨯=⋅∆⨯=∆⨯s m nv t xn yz t nxyzt N9. 5:6 10.d a b c e f g h三、计算题1、解:设氦气和氧气分子各有N 1和N 2个,氦气是单原子分子,自由度为i 1 = 3;氧气是双原子分子,自由度为i 2 = 5.隔板抽去前,氦气和氧气分子的总能量为11112i E N kT =,22222i E N kT =. 隔板抽去后,氦气和氧气分子的总能量为121222i i E N kT N kT =+.这个过程能量守恒,即,E = E 1 + E 2,所以有i 1N 1T 1 + i 2N 2T 2 = (i 1N 1 + i 2N 2)T . 由于压强101112N p n kT kT V ==,所以0112p V N kT =;同理可得0222p V N kT =.将N 1和N 2的公式代入上面公式可得1020102012()2222i p Vi p Vi p Vi p V T k k kT kT +=+,约去公因子,可得混合气体的温度为 12121221()i i T T T i T i T +=+= 284.4(K).2.解:(1)从图上可得分布函数表达式 ⎪⎩⎪⎨⎧≥=≤≤=≤≤=)2(0)()2()()0(/)(00000v v v Nf v v v av Nf v v v av v Nf ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤≤≤≤=)2(0)2(/)0(/)(00000v v v v v Na v v Nv av v f )(v f 满足归一化条件,但这里纵坐标是)(v Nf 而不是)(v f 故曲线下的总面积为N ,(2)由归一化条件可得⎰⎰==+000002032d d v v v v N a N v a N v v av N 可通过面积计算 N v v a N 31)5.12(00=-=∆3.解:(1)设分子数为N,据 E=N(i/2)Kt 及 p=(N/V)kT 得 pa iV E P 51035.1)/(2⨯==(2)由 kT N kT E 2523=ω得 J N E 21105.7)5/(3-⨯==ω又 kT N E 25= 得k Nk E T 362)5/(2==。

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6-3 一封闭的圆筒,内部被导热的不漏 气的可移动活塞隔为两部分。最初,活塞位 于筒中央,圆筒两侧的长度 l1= l2。 当两侧 各充以T1、p1,与T2、p2的相同气体后,问 平衡时活塞将在什么位置上( 即 l1/l2 是多 少)?已知 p1=1.013×105Pa, T2= 680K, p2 = 2.026×105Pa, T2 =280K。
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解:将麦克斯韦速率分布公式改写为:
Δn= π4 nx 2e -x 2Δx
式中 x =
v vp
Δx
=
Δv vp
∵ v=vp
∴ x =1
Δv= 0.01vp Δx = 0.01
Δn= π4 nx 2e -x 2Δx
= π4 e -1×0.01= 0.83%
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6-7 求(1)速度大小在0与vp之间的气体分 子的平均速率;(2)速度大小比vp大的气体分子 的平均速率。
l
´
1
l
´
2
=
m1 m2
=
7 34
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6-4 20个质点的速率如下:
2个具有速率v0, 3个具有速率2v0, 5个具有速率3v0, 4个具有速率4v0, 3个具有速率5v0, 2个具有速率6v0, 1个具有速率7v0。 试计算: (1)平均速率;
(2)方均根速率;
(3)最概然速率。
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这里是普通物理学第五版
1、本答案是对普通物理学第五版第六章的 答案,本章共11节内容,习题有26题, 希望大家对不准确的地方提出宝贵意见 。
2、答案以ppt的格式,没有ppt的童鞋请自 己下一个,有智能手机的同学可以下一 个软件在手机上看的哦,亲们,赶快行 动吧。
6-1 有一水银气压计,当水银柱为0.76 m高时,管顶离水银柱液面为0.12m。管的 截面积为2.0×10-4 m2。当有少量氮气混入 水银管内顶部,水银柱高下降为0.60m。此 时温度为270C,试计算有多少质量氮气在 管顶?(氮气的摩尔质量为0.004kg/mol, 0.76m水银柱压强为1.013×105Pa)
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6-5 计算在300K温度下,氢、氧和水银 蒸汽分子的方均根速率和平均平动动能。
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解:(1)
Mo2=32×10-3 kg/mol MH2=2×10-3 kg/mol MHg=202×10-3 kg/mol
v2 =
3 RT M
v = 2 H2
v2
o2
=
v2 Hg
=
(1)平均平动动能
3 2
E
E e kT
最可几能量可由
d dE
(dNE dE
)
=
0
得到
即:
1( 2
E)
1e
E kT
E
1 kT
e
E
kT = 0
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1( 2
E)
1e
E kT
E
1 kT
e
E
kT = 0

Ep
=
1 2
kT
而分子速率为 vp 时,它具有的能量为:
E
=
1 2
提示:
2 p
01e- x2dx =0.847
2 p
0∞e- x2dx =1
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解:(1)
v=
v0pv dN vp dN
0
=
vp 0
v
3e
vp 0
v
2e
dv v 2
v
2
p
dv v 2
v
2
p

x=
v vp
dv= vp dx
v
=
vp
1 0
1 0
x 3e-x
2 dx
x 2e-x 2 dx
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解:
S
P1
l 1=
m M
1RT1
S
P2
l 2=
m M
2R
T2
P1 l T1 2 P2 l 2T1
=
m1 m2
(l1 = l2)
P1 T2 P2 T1
=
m1 m2
=
1×280 2×680
=
7 34
平衡时:T1´= T2´
P1´= P2´
P1´l P2´l
1´T2´ ´2 T1´
=
m1 m2
解:
v
=
Σvi N N
i
v
=
2v0+
6v0
+15v0+16v0+15v0+12v0+ 7v0 20
v2 =
Σv 2i N i N
=
2 v 0 2 +3(2v0)2 +5(3v0)2 +4(4v0)2 +3(5v0)2 +2(6v0)2 + ( 7 v 0 ) 2 20
= 3.99v0 vp = 3v0
H2的摩尔质量 M 2= 2.0×10-3kg/mol
P1
=
m 1RT M 1V
=
4.0×10-5×8.31×303 4.0×10-3×1.0×10-3
= 2.52×104Pa
P
2
=
m 2RT M 2V
=
4.0×10-5×8.31×303 2.0×10-3×1.0×10-3
= 5.04×104Pa
P = P 1 + P 2 = 7.56×104Pa
vp =
1 0
x 2de-x
2
1 0
x de-x
2
= vp
(
1 e
+1e
1)
(
1 e
0.84 π2 )
= 0.705vp
结束
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(2)同理
v
=
vp
∞ 0
∞ 0
x 3e-x
2 dx
x 2e-x 2 dx
vp =
∞ 0
x 2de-x
2
∞ 0
x de-x
2
= vp
0
(0 1 e
1 e
1 e
)
π2 (1
3× 8.31×300 2×10-3
= 1934m/s
3× 8.31×300 32×10-3
= 484m/s
3× 8.31×300 202
= 193m/s
Ek = 23kT = 23×1.38×10-23×300
= 61.01vp之间的气 体分子数占总分子数的百分比.
0.84 )
= 1.4vp
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6-8 遵守麦克斯韦速率分布的分子的
最概然能量Ep等于什么量值?它就是
1 2
m
vp
吗?
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解:设每个分子的质量为m ,则一个分子的
动能为:
E
=
1 2
m
v
2
根据麦克斯韦能量分布函数
d
NE
=
2N
π
(k
T
)
3 2
E
E e kT dE
dNE dE
=
2N
π
(kT
)
=1.92×10-5kg
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6-2 一体积为1.0×10-3 m3 的容器中, 含有4.0×10-5 kg的氦气和4.0×10-5 kg的 氢气,它们的温度为 300C,试求容器中混 合气体的压强。
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解: T = 273+30=303 K
He的摩尔质量 M 1= 4.1×10-3kg/mol
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解:P = ( h1 h2)d =(0.76 0.60)×1.33×105 Pa
V = 0.28×2.0×10-4 =5.6×10-4 m3
T = 273+27=300 K
M = 0.004 kg/mol
PV
=
m M
RT
m
=
M PV RT
=
0.04×0.16×1.33×105×5.6×10-4 8.31×300
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