练习五参考答案

练习五参考答案

大学物理练习五解答

一、选择题

1．温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能

(A)(C)

k 和平均平动动能t 有如下关系：[ ]

k 和t 都相等。 (B)k 相等，而t 不相等。

t 相等，而k 不相等。(D)k 和t 都不相等。

,

解：[C]氦气i=3和氧气i=5, 氦气和氧气t=3

2．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比氢气大。 (B)氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定比氢气大。

(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：

M

mol

P =nkT

相同还要看

温度相同,P 是否相同还要看

n

；

,

ρ

P 。

3．已知一定量的某种理想气体，在温度为T 1与T 2时的分子最可几速率分别为V p1和V p2，分子速率分布函数

的最大值分别为f(Vp1) 和f(Vp2) 。若T 1 > T 2，则[ ]

(A) V p1>V p2；f(Vp1) >f(Vp2) 。 (B) V p1>V p2；f(Vp1) f(Vp2) 。 (D) V p1

解：

T 1 > T 2，则V p1>V p2；

所以f(Vp1)

4．在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体) 和氦气的体积比V 1/V 2=1/2，则其内能之比E 1/E 2为：［］

(A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 3

解：

5．一定量的理想气体，在温度不变的条件下，当体积增大时，分子的平均碰撞频率变化情况是：［］

(A)减小而不变。 (B)减小而增大。 (C)增大而减小。 (D)不变而增大。

和平均自由程

的

解：

二、填空题

n

1．黄绿光的波长是5000A (1A =10-10m) 。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个分子？（玻耳兹曼常数k=1.38×10-23J/K）

解：

2．若某种理想气体分子的方均根速率

v 2

=450m / s，气体压强为P =7.00×104 Pa，则该气体的密度为

ρ＝____。

3．一容器内储有某种气体，若已知气体的压强为3.0×105 Pa ，温度为27℃，密度为0.24 kg/m3，则可确定此

种气体是________气；并可求出此气体分子热运动的最概然速率为_________m/s。

解:氢气，1579

m /s

4．有一瓶质量为M 的氢气 (视作刚性双原子分子的理想气体) ，温度为T ，则氢分子的平均平动动能为

氢分子的平均动能为______，该瓶氢气的内能为_______。

解

:

5．一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动能；方均根速率；氧气的温度

。

εt

= 6.21×10-21 J。则氧气分子的平均平动

解:

6．在容积为3. 0⨯10

-2

m 3的容器中，贮有2. 0⨯10-2Kg 的气体，其压强为50. 7⨯103Pa ，则该

气体分子平均速率为。

解:

7．已知f (v ) 为麦克斯韦速率分布函数，N 为总分子数，则(1)速率v >100 m ·s -1的分子数占总分子数的百分比

的表达式为；(2)速率v >100 m·s -1的分子数的表达式为；(3)速率v >100 m·s -1的分子的平均速率表达式为。

解: (1)

⎰

∞

100

f (v ) dv ；(2)N ⎰

∞

100

f (v ) dv ；

8．现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2)，如图所示。若两条曲线分别表示同一

种气体处于不同的温度下的速率分布，则曲线

表示的温度较高。若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布，则曲线速率分布。

解

:

线(1)的

v p

比曲线(2)的

v p

小，因同气体

M mol 相同，曲线(2)的温度高；

同一温度下，曲线(1)的

M mol 大，表示的是氧气的速率分布。

=13. 2⨯10m

2

9．今测得温度为t 1=150C ，压强为p 1=0.76m汞柱高时，氩分子和氖分子的平均自由程分别为：

-8-8

=6. 7⨯10m 和，求：(1)氖分子和氩分子有效直径之比Ne Ar

d N

e /d Ar =(2)温度为t =20C, 压强为p =0.15m汞柱高时，氩分子的平均自由程'

=。

解:

2