(完整版)《大学物理》习题册题目及答案第6单元 气体动理论

第6单元 气体动理论 序号 学号 姓名 专业、班级

一 选择题

[ C ]1．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2

121=V V ，则其内能之比21/E E 为： (A) 1/2 (B) 5/3 (C) 5/6 (D) 3/10

[ B ]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)

[ D ]3．若)(v f 为气体分子速率分布函数，N 为分子总数，m 为分子质量，则 )(2

122

1v Nf mv v v ⎰ d v 的物理意义是 (A) 速率为v 2的各分子的总平均动能与速率为v 1的各分子的总平均动能之差。

(B) 速率为v 2的各分子的总平动动能与速率为v 1的各分子的总平动动能之和。

(C) 速率处在速率间隔v 1~ v 2之内的分子的平均平动动能。

(D) 速率处在速率间隔v 1~ v 2之内的分子平动动能之和。

[ D ]4．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 1n ，它产生的压强为 1p ，B 种气体的分子数密度为 12n ，C 种气体的分子数密度为3n 1，则混合气体的压强p 为

(A)31p (B)41p

(C)51p (D)61p

二 填空题

1．在定压下加热一定量的理想气体，若使其温度升高1K 时，它的体积增加了0.005倍，则气体原来的温度是_________200k__________。

2．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0v 的分子数= ⎰∞

0)(v dv v Nf ；

(2)速率大于0v 的那些分子的平均速率=⎰⎰∞

∞

00

)()(v v dv v f dv v vf ；

(3)多次观察某一分子的速率，发现其速率大于0v 的概率=⎰∞0)(v dv v f 。

3．某理想气体在温度为27℃和压强为1.0×102-atm 情况下，密度为11.3 g ⋅m -3，则这气体的摩尔质量mol M ＝ 27.8×10-3 kg ⋅mol -1 。 [摩尔气体常量R ＝ 8.31 (J·mol 1-·K 1-)]

4．一能量为1012eV 的宇宙射线粒子，射入一氖管中，氖管内充有0.1mol 的氖气，若宇宙射线粒子的能量全部被氖分子所吸收，则氖气温度升高了 1.28×10-7 K 。

[1eV = 1.6×1019-J ，摩尔气体常数R ＝ 8.31 (J·mol 1-·K 1-)]

5．某气体在温度为T = 273 K 时，压强为p =1.0×102-atm ， 密度ρ＝1.24×102-kg ⋅m -3，则该气体分子的方均根速率为 495m ⋅s -1 。

.

6．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_____氩____气分子的速率分布曲线；曲线(c)是___氦

_____气分子的速率分布曲线；

三 计算题

1. 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 (J·mol 1-·K 1-)）

解：T R i M Pt E ∆⋅=

=∆2

μ，式中P 为功率，则 (K)81.431.8251101025=⨯⨯⨯=⋅=∆R M Pt T μ 2．储有氧气的容器以100m ·s 1-的速度运动。假设该容器突然停止，全部定向运动的动能都变为气体分子热运动的动能，问容器中氧气的温度将会上升多少?

解：参见《大学物理学习指导》。