绍兴文理学院 学校 209 条目的4类题型式样及交稿
式样(统计规律、理想气体的压强和温度)
1、选择题
题号：20911001 分值：3分 难度系数等级：1
理想气体中仅由温度决定其大小的物理量是
（A ）气体的压强 （B ）气体的内能 （C ）气体分子的平均平动动能 （D ）气体分子的平均速率
[ ] 答案：（ C ）
题号：20911002 分值：3分 难度系数等级：1
温度、压强相同的氦气和氧气，它们的分子平均动能ε和平均平动动能k ε的关系为 （A ）ε和k ε都相等
（B ）ε相等，而k ε不相等
（C ）k ε相等，而 ε不相等
（D ）ε和k ε都不相等
[ ] 答案：（ C ）
题号：20911003 分值：3分 难度系数等级：1
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21
1021.6-?J ，则氧气的
温度为
（A ）100 K （B ）200 K （C ）273 K （D ）300 K [ ]
答案：（ D ）
题号：20911004 分值：3分 难度系数等级：1
理想气体处于平衡状态，设温度为T ，气体分子的自由度为i ，则每个气体分子所具有的
（A ）动能为
kT i 2 （B ）动能为RT i
2
（C ）平均平动动能为kT i 2 （D ）平均平动动能为kT 2
3
[ ] 答案：（ D ）
题号：20912005 分值：3分 难度系数等级：2
一氧气瓶的容积为V ，充了气未使用时的压强为1p ，温度为1T ，使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降为2p ，则此时瓶内氧气的温度2T 为 （A ）
1212p p T （B ）2112p p T （C ）1
21p p T （D ）211
2p p T [ ] 答案：（ A ）
题号：20912006 分值：3分 难度系数等级：2
一个能量为12
100.1?eV 宇宙射线粒子射入氖管中，氖管中有氖气0.1 mol 。如果宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收而变为分子热运动能量，则氖气升高的温度为 （A ）7
1093.1-?K （B ）7
10
28.1-?K （C ）6
10
70.7-? K （D ）6
10
50.5-?K
[ ] 答案：（ B ）
题号：20912007 分值：3分 难度系数等级：2
设想在理想气体内部取一小截面dA ，则两边气体通过dA 互施压力。从分子运动论的观点来看，这个压力施于dA 的压强为 （A ）k n p ε32=
（B ）k n p ε34= （C ）kT p 2
3
= （D ）kT p 3= [ ] 答案：（ A ）
题号：20912008 分值：3分 难度系数等级：2
两瓶不同种类的气体，它们的温度和压强相同，但体积不同，则下列说法正确的是 （A ）单位体积内的分子数相同，单位体积内的气体质量也相同 （B ）单位体积内的分子数不相同，但单位体积内的气体质量相同 （C ）单位体积内的分子数相同，但单位体积内的气体质量不相同 （D ）单位体积内的分子数不相同，单位体积内的气体质量也不相同
[ ] 答案：（ C ）
题号：20912009 分值：3分 难度系数等级：2
在等体过程中，理想气体的压强增大到原来的100倍，其方均根速率 (A) 减小到原来的1/100 (B) 减小到原来的1/10 (C) 增大到原来的100倍 (D) 增大到原来的10倍
[ ] 答案：（ D ）
题号：20912010 分值：3分 难度系数等级：2
容积为V 的容器中，贮有1N 个氧分子、2N 氮分子和M kg 氩气的混合气体，则混合
气体在温度为T 时的压强为（其中A N 为阿佛伽德罗常数，μ为氩分子的摩尔质量） （A ）
kT V N 1 （B ）kT V
N 2 （C ）
kT V MN A μ （D ）kT N M
N N V A )(121μ++ [ ] 答案：（ D ）
题号：20913011 分值：3分 难度系数等级：3
阿佛伽德罗常数为A N ，某理想气体的摩尔质量为μ，则当该气体在压强为p ，气体质量为M 、体积为V 时的平均平动动能为 （A ）
M
pV 23μ
（B ）M N pV A 23μ （C ）M N pV A 25μ （D ）M N pV A 27μ
[ ] 答案：（ B ）
题号：20913012 分值：3分 难度系数等级：3
如图所示，AB 为一理想气体等温线，C 态与D 态在AB 线的
两侧，则D 态的温度与C 态的温度关系为
（A ）C D T T < （B ）C D T T = （C ）C D T T > （D ）无法确定
[ ] 答案：（ C ）
题号：20913013 分值：3分 难度系数等级：3
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，方均根速率之比为
4:2:1::2
22=C B A v v v ，则其压强之比C B A p p p ::为
（A ）1:2:4 （B ）4:2:1 （C ）8:4:1 （D ）16:4:1 [ ] 答案：（ D ）（C B A C B A T T T p p p ::::=）
题号：20913014 分值：3分 难度系数等级：3
两瓶不同种类气体，体积不同，但温度和压强相同，k ε表示气体分子的平均平动动能，
k n ε表示单位体积分子总的平均平动动能，则下列表述正确的是
（A ） k ε相同，k n ε也相同 （B ） k ε相同，k n ε不同 （C ）
k ε不同，k n ε相同 （D ） k ε不同，k n ε也不同
[ ] 答案：（ A ）
题号：20913015 分值：3分 难度系数等级：3
处于平衡状态下的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，则下列表述正确的是 （A ）温度、压强均不相同
（B ）温度相同，但氦气压强大于氮气的压强 （C ）温度、压强均相同
（D ）温度相同，但氦气压强小于氮气的压强
[ ] 答案：（ C ）
题号：20913016 分值：3分 难度系数等级：3
体积为3
10
0.4-?m 3的容器中含有23
10
01.1?个氧气分子，如果其中压强为
51001.1?Pa ，则氧分子的平均平动动能为
（A ）201067.1? J （B ）51052.1? J （C ）606.0 J （D ）21
10
0.6-?J
[ ] 答案：（ D ）
题号：20914017 分值：3分 难度系数等级：4
保持气体的压强恒定，当其温度升高时，则每秒与器壁碰撞的气体分子数以及每个分子在碰撞时施于器壁的冲量的变化分别为
（A ）每秒与器壁碰撞的气体分子数将变大，而每个分子在碰撞时施于器壁的冲量将减少 （B ）每秒与器壁碰撞的气体分子数将减少，而每个分子在碰撞时施于器壁的冲量将变大 （C ）每秒与器壁碰撞的气体分子数将减少，每个分子在碰撞时施于器壁的冲量也减少 （D ）每秒与器壁碰撞的气体分子数将变大，每个分子在碰撞时施于器壁的冲量也变大 [ ] 答案：（ B ）
题号：20914018 分值：3分 难度系数等级：4
某理想气体处于平衡状态，已知压强为310013.1?=p Pa ，密度为2
1024.1-?kg/m 3 ，
则该气体分子的方均根速率2
v 为
（A ）494.5 m/s （B ）457.3 m/s （C ）403.0 m/s （D ）无法确定 [ ] 答案：（ A ）（ρ
p
v 73.12
= ）
题号：20914019 分值：3分 难度系数等级：4
真空管的线度为2
10
-m ，真空度为3
10
33.1-?Pa 。设空气分子的有效直径为
10100.3-?m ，空气分子的平均速率为469 m/s ，则在C 027时空气的分子数密度和平均
碰撞频率分别为
（A ）17
102.3?=n m -3 ，9
108.59?=Z S -1 （B ）1810
1.3-?=n m -3 ，37
10
96.5-?=Z S -1
（C ）17
102.3?=n m -3 ，9
1098.5?=Z S -1 （D ）17
102.3?=n m -3 ，0.60=Z S -1
[ ] 答案：（ D ）
题号：20915020 分值：3分 难度系数等级：5
用绝热材料制成的一个容器，体积为02V ，被绝热板隔成A ，B 两部分，A 内储1 mol 单原子理想气体，B 内储有2 mol 刚性双原子理想气体，A ，B 两部分压强相等均为0p ，两部分体积均为0V ，则当抽去绝热板，两种气体混合后处于平衡时的温度为
（A ）
R V p 00 （B ）R
V p 13800 （C ）R V p 3200 （D ）R V
p 200 [ ] 答案：（ B ） [简解：RT M
pV μ
=
和RT i
M E 2
μ=
得两种气体各自的内能分别为 002323V p RT M E A ==
μ，002
5
25V p RT M E B ==μ 混合后内能不变，即 002
8
25223V p RT RT E E B A =?+=+ 由此得混合后的温度 R
V p T 13800=]
2、判断题
题号：20921001 分值：2分 难度系数等级：1
从分子运动论的观点说明：当气体的温度升高时，只要适当增大容器的容积，就可使气体的压强保持不变。
[ ] 答案：对
题号：20921002 分值：2分 难度系数等级：1
理想气体是真实气体在压强趋于零时的极限情形，是一种理想化的模型，它严格尊从理想气体状态方程。
[ ] 答案：对
题号：20921003 分值：2分 难度系数等级：1
若盛有某种理想气体的容器漏气，使气体的压强、分子数密度各减为原来的一半，则气体分子的平均动能不变。
[ ] 答案：对（因温度不变）
题号：20922004 分值：2分 难度系数等级：2
两瓶不同种类的气体，它们的体积不同，但它们的温度和压强相同，所以它们单位体积内的分子数一定相同。
[ ] 答案：对（kT
p
n
）
题号：20922005 分值：2分 难度系数等级：2
在推导理想气体压强公式时，可以不考虑分子间的相互碰撞。
[ ] 答案：对（因是大量分子共同作用的统计效果）
题号：20922006 分值：2分 难度系数等级：2
给自行车轮胎打气，使其达到所需要的压强，不管是夏天或冬天，打入胎内的空气质量一定相同。
答案：错（轮胎内的空气密度RT
p
μρ=）
题号：20922007 分值：2分 难度系数等级：2
理想气体的实验基础是（1）气体很容易被压缩；（2）气体分子可以到达它所能到达的任何空间；（3）平衡状态下，气体的温度和压强都不随时间改变。
[ ] 答案：对
题号：20923008 分值：2分 难度系数等级：3
在推导理想气体压强公式的过程中，利用了理想气体的假设、平衡态的条件和统计平均的概念。
[ ] 答案：对
题号：20923009 分值：2分 难度系数等级：3
气体处于平衡态时，其分子的平均速率不等于零，但分子的平均速度等于零，平均动量也等于零。
[ ] 答案：对
题号：20923010 分值：2分 难度系数等级：3
不管气体处于平衡态还是非平衡态，按统计规律性都有 2
22z y x v v v ==。
[ ] 答案：错（非平衡态时不成立）
题号：20923011 分值：2分 难度系数等级：3
温度反映了组成系统的大量分子无规则运动的剧烈程度。它是大量分子热运动的集体表现，所以对于单个分子不能说它的温度有多高。
[ ] 答案：对
题号：20923012 分值：2分 难度系数等级：3
在一封闭容器中装有某种理想气体，若气体的温度保持不变，当气体的压强增大时，气体的体积也同时增大。
[ ] 答案：错
题号：20923013 分值：2分 难度系数等级：3
由理想气体分子的平均平动动能与温度的关系kT v m 2
3
212= 可知，单个分子的温度就是理想气体的温度。
[ ] 答案：错（因温度是一个统计量，所以说个别分子有多少温度是没有意义的）
题号：20923014 分值：2分 难度系数等级：3
从气体动理论的观点来看，若理想气体分子的数密度越大，则压强越大；若分子平均平动动能越大，则压强也越大。
[ ] 答案：对（k n p ε3
2
=）
题号：20924015 分值：2分 难度系数等级：4
气体处于平衡态时，按统计规律性有 2
22z y x v v v ==；如果气体整体沿一定方向运动时，
上式是不成立的。
[ ] 答案：对
题号：20924016 分值：2分 难度系数等级：4
两瓶不同种类的气体，它们的体积不同，但它们的温度和压强相同，所以它们单位体积内气体的质量也相同。
[ ] 答案：错（nm =ρ，n 相同，m 不同）
题号：20924017 分值：2分 难度系数等级：4
两瓶不同种类的气体，它们的体积不同，但它们的温度和压强相同，所以它们单位体积内气体分子的总平动动能也相同。
[ ]
n ）
答案：对（单位体积内气体分子的总平动动能=
k
题号：20925018
分值：2分
难度系数等级：5
在一封闭容器中装有某种理想气体，在保持该气体压强恒定的情况下，使其温度升高，则每秒与器壁碰撞的气体分子数将增大，每个分子在碰撞时施于器壁的冲量也增大。
[ ] 答案：错（因当气体的温度增大时，气体的体积也增大，故分子的数密度减少；而当温度增大时，分子的运动速率变大，故每个分子在碰撞时施于器壁的冲量也变大）
题号：20925019
分值：2分
难度系数等级：5
在推导理想气体的压强公式时，曾假设分子与器壁间的碰撞是完全弹性的。实际上，器壁可以是非弹性的，只要器壁和气体的温度想同，弹性和非弹性的效果没什么不同。
[ ] 答案：对
3、填空题
题号：20931001 分值：2分 难度系数等级：1
温度为127 ℃的1 m 3 的理想气体中含有25 mol 的理想气体分子，那么该气体的压强 应为_________ Pa 。 答案：83100 Pa
题号：20931002 分值：2分 难度系数等级：1
体积为3
10
0.1-?m 3的容器中含有23
10
01.1?个理想气体分子，如果气体压强为
51001.1?Pa ，则该理想气体的温度为 K 。
答案：72.5 K
题号：20931003 分值：2分 难度系数等级：1
有一瓶质量为M 的氧气，温度为T ，则氧分子的平均平动动能为 。 答案：kT kt 2
3=ε
题号：20931004 分值：2分 难度系数等级：1
一打足气的自行车内胎，在0.71=t ℃ 时，轮胎中空气的压强为5
1100.4?=p Pa ，则当温度变为0.372=t ℃ 时，轮胎内空气的压强2p 为 Pa 。 答案：5
1043.4?Pa
题号：20932005
难度系数等级：2
有一体积为5
10
0.1-?m 3 的空气泡由水下50.0 m 深的湖底处（温度为0.4℃）升到湖
面上。若湖面的温度为0.17℃，大气压强为5
010013.1?=p Pa ，则气泡到达湖面时的体积 为 m 3。 答案：5
1021.6-? m 3
题号：20932006 分值：2分 难度系数等级：2
一定量的理想气体储于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m ，根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的速度分量平均值=x v 。 答案：0
题号：20932007 分值：2分 难度系数等级：2
如果一个气体分子的平均平动动能等于一个电子由静止通过1V 电势差的加速作用所获得的动能，则此时气体分子的温度为 K 。 答案：772932==k
T k
ε K
题号：20932008 分值：2分 难度系数等级：2
质量为1 kg 的氮气，压强为5
10013.1? Pa ，体积为7.7 m 3 ，则在此条件下氮分子的平均平动动能为 J 。 答案：201044.52323-?===A
k MN pV kT μJ
题号：20932009
难度系数等级：2
在标准状态下，1cm 3中的氮分子数为 。 答案：19
1069.2?
题号：20932010 分值：2分 难度系数等级：2
一容积为10 cm 3的电子管，当温度为300 K 时，用真空泵把管内空气抽成压强为
6105-?mmHg 的高真空，则此时管内的空气分子数为
（760 mmHg =1.0135
10?Pa ）。 答案：12
1061.1/?==kT pV N
题号：20933011 分值：2分 难度系数等级：3
温度为127℃时，一摩尔氧气具有的平均平动动能为 J 。 答案：3
1098.4? J
题号：20933012 分值：2分 难度系数等级：3
一容积为10 cm 3的电子管，当温度为300 K 时，用真空泵把管内空气抽成压强为
6105-?mmHg 的高真空，则此时管内的空气分子的平均平动动能的总和为
（760 mmHg =1.0135
10?Pa ）。 答案：8100.12
3
-?=NkT J
题号：20933013 分值：2分 难度系数等级：3
在压强为51001.1?Pa 下，氮气分子的平均自由程为8
10
0.6-?m ，当温度不变，而平
均自由程变为0.1 mm 时，则其压强应为 Pa 。 答案：06.612
1
2==p p λλ Pa
题号：20933014 分值：2分 难度系数等级：3
一定量的理想气体储于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m ，根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量=2
x v 。 答案：m
kT v x =2
题号：20933015 分值：2分 难度系数等级：3
温度为27℃ 时，1 mol 氧气具有的平均平动动能为 J 。 答案：37402
3
==RT E 平 J
题号：20933016 分值：2分 难度系数等级：3
理想气体在温度为300 K ，压强为510013.1? Pa 时，在1 m 3 内气体分子的平均平动动能的总和分别为 J/m 3。 答案：5
1052.1? J/m 3
题号：20934017 分值：2分 难度系数等级：4
某容器内分子数密度为26
100.1? m -3，每个分子的质量为27
10
0.3-? kg ，设其中1/6
分子数以速率v =200 m/s 垂直地向容器的一壁运动，而其余5/6分子或者离开此壁，或者平
行此壁方向运动，且分子与容器壁的碰撞为完全弹性。则每个分子作用于器壁的冲量为 kg.m/s 。 答案：=?p 24
102.12-?=mv kg.m/s
题号：20934018 分值：2分 难度系数等级：4
某容器内分子数密度为26
100.1?m -3，每个分子的质量为27
10
0.3-? kg ，设其中1/6分
子数以速率v =200 m/s 垂直地向容器的一壁运动，而其余5/6分子或者离开此壁，或者平行此壁方向运动，且分子与容器壁的碰撞为完全弹性。则每秒碰在器壁单位面积上的分子数为 m -2s -1。 答案：28103
161616116?==??=???=??nv t x n yz t nxyz t N m -2s -1
题号：20934019 分值：2分 难度系数等级：4
已知太阳的半径为8
1096.6?=R m ，太阳的质量为30
10
99.1?=S m kg 。设想太阳是
由氢原子组成的理想气体（氢原子的质量27
10
67.1-?=H m kg ），其密度可当作是均匀的，
若此理想气体的压强为14
1035.1?Pa ，则估计太阳的温度为 K 。 答案：7
1016.1?K (kT
p
T R m m n S H S =??=
23
41π)
题号：20935020 分值：2分 难度系数等级：5
某容器内分子数密度为26
100.1?m -3，每个分子的质量为27
10
0.3-? kg ，设其中1/6分
子数以速率v =200 m/s 垂直地向容器的一壁运动，而其余5/6分子或者离开此壁，或者平行此壁方向运动，且分子与容器壁的碰撞为完全弹性。则作用在器壁上的压强为
Pa 。 答案：3242800100.4102.1103
1?=???=??=???????==-p n t S p t S n S F p Pa
4、计算题
题号：20941001 分值：10分 难度系数等级：1
求在温度为30℃ 时氧气分子的平均平动动能，平均动能，平均能量以及
3100.4-?kg 的氧气的内能？（常温下，氧气分子可看成刚性分子）
解答及评分标准：
常温下，氧气分子看成刚性分子，所以其自由度为5=i 氧气分子的平均平动动能： 211028.62
3
-?==kT kt ε J （2分） 氧气分子的平均动能： 201005.12
5
-?==
kT k ε J （3分） 氧气分子的平均能量： 20
1005.125-?===kT k εε J （2分）
3100.4-?kg 氧气的内能：
78730331.810
32100.42523
3
=?????==--RT M i U μ J （3分）
题号：20941002 分值：10分 难度系数等级：1
温度为0℃ 和100℃ 时理想气体分子的平均平动动能各为多少？欲使分子的平均平动动能等于19
106.1-?J ，则气体的温度需多高？
解答及评分标准：
0℃ 时的平均平动动能
2123111065.52731038.15.12
3
--?=???==kT k ε J （3分）
100℃ 时的平均平动动能
2123221072.73731038.15.12
3
--?=???==kT k ε J （3分）
分子的平均平动动能 19106.12
3
-?==kT k εJ 时的温度为
3
23
191073.710
38.13106.1232?=????==--k T k ε K （4分）
题号：20942003 分值：10分 难度系数等级：2
在体积为3
10
0.2-?m 3的容器中，有内能为2
1075.6?J 的刚性双原子分子理想气体。
求：（1）气体的压强；（2）设分子总数为22
104.5?个，则分子的平均平动动能及气体的温度。
解答及评分标准：
(1) RT M
PV μ
=， RT i M E 2μ=，5
321035.1100.251075.622?=????==-iV E P Pa （4分） (2) V N n =，Nk PV nk P T =
==2
2322351062.31038.1104.5100.21035.1?=??????-- K （3分） 21231049.72
362
1038.1323--?=???=
=kT k ε J （3分）
题号：20942004 分值：10分 难度系数等级：2
试由理想气体压强公式和理想气体状态方程推导出理想气体分子的平均平动动能与温度的关系式，再由次推导出方均根速率与温度的关系式。 解答及评分标准：
由理想气体状态方程 NkT T N R
N RT N N RT M
pV A
A ===
=
μ
可得 nkT kT V
N
p ==
（1） （3分）
理想气体压强公式为 k n p ε3
2
= （2） （2分） 由（1）、（2）两式可得 kT k 2
3
=ε （2分）
再由 kT v m k 2
3
212==ε 可得
m
kT
v 32=
或者 μ
RT
m
kT
v 332==
（3分）
题号：20942005 分值：10分 难度系数等级：2
氢分子的质量为24
10
32.3-?kg ，如果每秒内有23
100.1?个氢分
子，以与墙面成0
45角的方向、3
100.1?m/s 的速率撞击在面积为
4100.2-?m 2的墙面上，试求氢气作用在墙面上的压强。
解答及评分标准：
设每秒与墙面碰撞的分子数为N ，则在t ?时间内与墙面碰撞的分子数为t N ?，碰撞前这些分子的动量在墙面法线方向的投影为 0
45cos tmv N ?- （2分） 碰撞后动量的投影为 0
45cos tmv N ? （2分） 若墙面对这些分子的平均冲力为F ，则有
45cos 2)45cos (45cos tmv N tmv N tmv N t F ?=?--?=? （3分） 这些分子作用于墙面的的冲力大小与F 相等，故作用于墙面的压强为
S
Nmv S F p 0
45cos 2==
64
324231035.210
0.2707.0100.11032.3100.12?=????????=-- Pa （3分）
题号：20943006 分值：10分 难度系数等级：3
绍兴文理学院 学校 210 条目的4类题型式样及交稿 式样(理想气体的内能、能量按自由度均分定理) 1、选择题 题号：21011001 分值：3分 难度系数等级：1 1 mol 刚性双原子分子理想气体的内能为 （A ） kT 2 5 （B ） RT 2 5 （C ） kT 2 7 （D ） RT 27 [ ]
答案：（ B ） 题号：21011002 分值：3分 难度系数等级：1 根据能量均分定理，分子的每一自由度所具有的平均能量为 （A ） kT 2 1 （B ）kT （C ） kT 2 3 （D ） kT 25 [ ] 答案：（ A ） 题号：21011003 分值：3分 难度系数等级：1 质量为M kg 的理想气体，其分子的自由度为 i ，摩尔质量为μ，当它处于温度为T 的平衡态时，该气体所具有的内能为 （A ）RT （B ） RT i 2 （C ） RT M μ （D ） RT i M 2 μ [ ] 答案：（ D ） 题号：21012004 分值：3分 难度系数等级：2 温度为27℃ 时，1 mol 氧气所具有的平动动能和转动动能分别为 （A ）21 1021.6-?=平E J ，21 10 14.4-?=转E J （B ）21 1014.4-?=平E J ，21 10 21.6-?=转E J （C ）3 1049.2?=平E J ， 3 1074.3?=转E J （D ）3 1074.3?=平E J ，3 1049.2?=转E J [ ] 答案：（ D ）（氧气为双原子刚性分子）
题号：21012005 分值：3分 难度系数等级：2 1 mol 非刚性双原子分子理想气体的内能为 （A ） kT 2 5 （B ） RT 2 5 （C ）kT 2 7 （D ） RT 2 7 [ ] 答案：（ D ） 题号：21012006 分值：3分 难度系数等级：2 质量为M kg 的刚性三原子分子理想气体，其分子的摩尔质量为μ，当它处于温度为T 的平衡态时，该气体所具有的内能为 （A ） RT M μ 27 （B ） RT M μ 3 （C ） RT M μ 25 （D ） RT M μ 23 [ ] 答案：（ B ） 题号：21012007 分值：3分 难度系数等级：2 若某种刚性双原子分子的理想气体处于温度为T 的平衡状态下，则该理想气体分子．．的平均能量为 （A ） kT 2 3 （B ） kT 2 5 （C ） RT 2 3 （D ） RT 2 5 [ ] 答案：（ B ） 题号：21013008 分值：3分 难度系数等级：3 理想气体处于平衡状态，设温度为T ，气体分子的自由度为i ，则下列表述正确的是
第七章 气体动理论 一．选择题 1［ C ］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n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内气体的质量ρ的关系为： (A) n 不同，(E K /V )不同，ρ 不同． (B) n 不同，(E K /V )不同，ρ 相同． (C) n 相同，(E K /V )相同，ρ 不同． (D) n 相同，(E K /V )相同，ρ 相同． 解答：1. ∵nkT p =，由题意，T ，p 相同∴n 相同； 2. ∵kT n V kT N V E k 2 323==，而n ，T 均相同∴V E k 相同 3. 由RT M m pV =得RT pM V M ==ρ，∵不同种类气体M 不同∴ρ不同 2［ 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) ?2 1d )(v v v v v f ． (B) 2 1 ()d v v v vf v v ?． (C) ? 2 1 d )(v v v v v f /?2 1 d )(v v v v f ． (D) ? 2 1 d )(v v v v v f /0 ()d f v v ∞ ? ． 解答：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 ? 2 1 d )(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 2 1 ()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 ? 2 1 d )(v v v v v f / ? 2 1 d )(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。 3［ B ］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Z 和平均自由程λ的变化情况是： (A) Z 减小而λ不变． (B)Z 减小而λ增大． (C) Z 增大而λ减小． (D)Z 不变而λ增大． 解答：n d Z 22π= ，n d 2 21πλ= ，在温度不变的条件下，当体积增大时，n 减小，所以 Z 减小而λ增大。 4［ B ］若室内生起炉子后温度从15℃升高到27℃，而室内气压不变，则此时室内的分子数减少了
第二章 气体动理论 1-2-1选择题： 1、处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，都处于平衡态。以下说法正确的是： （A ）它们的温度、压强均不相同。 （B ）它们的温度相同，但氦气压强大于氮气压强。 （C ）它们的温度、压强都相同。 (D) 它们的温度相同，但氦气压强小于氮气压强。 2、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，方均根速率之比4:2:1: : 2 2 2 C B A v v v ， 则其压强之比C B A p p p ::为： (A) 1 : 2 : 4 (B) 1 : 4 : 8 (C) 1 : 4 : 16 (D) 4 : 2 : 1 3、一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m . 根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值为: (A) 2x v = m kT 3 (B) 2 x v = m kT 331 (C) 2 x v = m kT 3 (D) 2 x v = m kT 4、关于温度的意义，有下列几种说法： (1) 气体的温度是分子热运动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热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)
5、两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则： (A) 两种气体分子的平均平动动能相等. (B) 两种气体分子的平均动能相等. (C) 两种气体分子的方均根速率相等. (D) 两种气体的内能相等. 6、一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T 的平衡态时，其内能为 (A) ??? ??++kT kT N N 2523)(21 (B) ??? ??++kT kT N N 252 3 )(2121 (C) kT N kT N 252321+ (D) kT N kT N 2 3 2521+ 7、有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分割成两边，如果其中的一边装有0.1kg 某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央则另一边应装入同一温度的氧气质量为： （A ） kg 16 1 (B) 0.8 kg (C ) 1.6 kg (D) 3.2 kg 8、若室内生火炉以后，温度从15°C 升高到27°C ，而室内的气压不变，则此时室内的分子数减少了： (A) 0.5% (B) 4% (C) 9% (D) 21% 9、有容积不同的A 、B 两个容器，A 中装有单原子分子理想气体，B 中装有双原子分子理想气体。如果两种气体的压强相同，那么这两种气体的单位体积的内能A V E ??? ??和B V E ??? ??的关系为： （A ）B A V E V E ??? ????? ??
一．选择题 1、(基础训练1)［ C ］温度、压强相同的氦气与氧气,它们分子的平均动能ε与平均平动动能w 有如下关系: (A) ε与w 都相等. (B) ε相等,而w 不相等. (C) w 相等,而ε不相等. (D) ε与w 都不相等. 【解】:分子的平均动能kT i 2 = 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、压强相同的氦气与氧气,它们分子的平均动能ε不相等;分子的平均平动动能kT w 2 3 = ,仅与温度有关,所以温度、压强相同的氦气与氧气,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:M RT v 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) ? 2 1d )(v v v v v f . (B) 2 1 ()d v v v vf v v ?. (C) ? 2 1 d )(v v v v v f /?2 1 d )(v v v v f . (D) ? 2 1 d )(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 ? 2 1 d )(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与,而 2 1 ()d v v Nf v v ? 表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子数总与,因此?2 1 d )(v v v v v f /?2 1 d )(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。 4、(基础训练10)［ B ］一固定容器内,储有一定量的理想气体,温度为T ,分子的平均碰撞次数为 1Z ,若温度升高为2T ,则分子的平均碰撞次数2Z 为 (A) 21Z . (B) 12Z . (C) 1Z . (D) 12 1Z . 【解】:分子平均碰撞频率n v d Z 2 2π,因就是固定容器内一定量的理想气体,分子数密 度n 不变,而平均速率: v = 温度升高为2T ,则平均速率变为v 2,所以2Z =12Z 5、(自测提高3)［ B ］若室内生起炉子后温度从15℃升高到27℃,而室内气压不变,则此时室内的分子数减少了:(A)0、500. (B) 400. (C) 900. (D) 2100.
第二章?????气体分子运动论的基本概念2013-7-22崎山苑工作室1 2.1物质的微观模型分子运动论是从物质的微观结构出发来阐明热现象的规律的。 一、宏观物体是由大量微粒－－分子（或原子）组成的宏观物体是由分子组成的，在分子之间存在着一定的空隙。例如气体很容易被压缩，又如水和酒精混合后的体积小于两者原有体积之和，这都说明分子间有空隙。用20000atm的压强压缩钢筒中的油，结果发现油可以透过筒壁渗出，这说明钢的分子间也有空隙。目前用高分辨率的扫描隧道显微镜已能观察晶体横截面内原子结构的图像，并且能够操纵原子和分子。2013-7-22崎山苑工作室2 2013-7-22崎山苑工作室
二、物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，其剧烈程度与物体的温度有关扩散现象说明：一切物体（气体、液体、固体）的分子都在不停地运动着 在显微镜下观 察到悬浮在液 体中的小颗粒 都在不停地作 无规则运动，
该运动由布朗 最早发现，称 为布朗运动。 2013-7-22崎山苑工作室4 布朗运动的无规则性，实际上反映了液体内部分子运动的无规则性。 所谓“无规则”指的是： 1。由于分子间的相互碰撞，每个分子的运动方向和速率都在不断地改变； 2。任何时刻，在液体或气体内部，沿各个方向运动的分子都有，而且分子运动的速率有大有小。 实验结果：扩散的快慢和布朗运动的剧烈程度都与温度的高低有显著的关系。随着温度的升高，扩散过程加快，悬浮颗粒的运动加剧。 结论：分子无规则运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子的无规则运动就越剧烈。通常把分子的这种运动称为热运动。 2013-7-22崎山苑工作室5 三、分子之间有相互作用力吸引力：由于固体与液体的分子之间存在着相互的吸引力使固体能够保持一定的形状与体积而液体能保持一定的体积。 右图演示实验说明分子之间存在着相互的吸引力 排斥力：固体和液体的很难压缩说明分子之间存在着斥力结论：一切宏观物体都是由大量分子（或原子）组成的；所有的分子都处在不停的、无规则热运动中；分子之间有相互作用力。 2013-7-22崎山苑工作室6 三、分子之间有相互作用力吸引力：由于固体与液体的分子之间存在着相互的吸引力使固体能够保持一定的形状与体积而液体能保持一定的体积。 右图演示实验说明分子之间存在着相互的吸引力
习题 8-1 设想太阳是由氢原子组成的理想气体，其密度可当成是均匀的。若此理想气体的压强为1.35×1014 Pa 。试估计太阳的温度。（已知氢原子的质量m = 1.67×10-27 kg ，太阳半径R = 6.96×108 m ，太阳质量M = 1.99×1030 kg ） 解：m R M Vm M m n 3π)3/4(== = ρ K 1015.1)3/4(73?===Mk m R nk p T π 8-2 目前已可获得1.013×10-10 Pa 的高真空，在此压强下温度为27℃的1cm 3体积内有多少个气体分子？ 解：3462310 /cm 1045.210300 1038.110013.1?=????===---V kT p nV N 8-3 容积V ＝1 m 3的容器内混有N 1＝1.0×1023个氢气分子和N 2＝4.0×1023个氧气分子，混合气体的温度为 400 K ，求： （1） 气体分子的平动动能总和；（2）混合气体的压强。 解：（1） J 1014.41054001038.12 3)(233232321?=?????=+=-∑N N kT t ε （2）Pa kT n p i 32323 1076.210540010 38.1?=????== -∑ 8-4 储有1mol 氧气、容积为1 m 3的容器以v =10 m/s 的速率运动。设容器突然停止，其中氧气的80%的机械运动动能转化为气体分子热运动动能。问气体的温度及压强各升高多少？（将氧气分子视为刚性分子） 解：1mol 氧气的质量kg 10323 -?=M ，5=i 由题意得 T R Mv ?=?ν2 5 %80212K 102.62-?=??T T R V p RT pV ?=???=νν
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
一、选择题 ［ C ］1、（基础训练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n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内气体的质量?的关系为： (A) n 不同，(E K /V )不同，??不同． (B) n 不同，(E K /V )不同，??相同． (C) n 相同，(E K /V )相同， ??不同． (D) n 相同，(E K /V )相同，??相同． 【提示】① ∵nkT p =，由题意，T ，p 相同，∴n 相同； ② ∵kT n V kT N V E k 2 3 23==，而n ，T 均相同，∴V E k 相同； ③ RT M M pV mol =→RT pM V M mol ==ρ，T ，p 相同，而mol M 不同，∴ρ不同。 ［ B ］2、（基础训练7）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() 2 O p v 和() 2 H p v 分别表示氧气和氢气的 最概然速率，则 (A) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线； ()2 O p v /() 2 H p v = 4． (B) 图中a 表示氧气分子的速率分布曲线； ()2 O p v /() 2 H p v ＝1/4． (C) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线； ()2 O p v /() 2 H p v ＝1/4． (D) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线； ()2 O p v /() 2 H p v ＝ 4． 【提示】①最概然速率p v =p v 越小，故图中a 表示氧气分子的速率分布曲线； ②23 ,3210(/)mol O M kg mol -=?， 23 ,210(/)mol H M kg mol -=?， 得 ()() 2 2 O v v p p H 14 = ［ C ］3、（基础训练8）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
第二章 气体分子运动论的基本概念 2-1 目前可获得的极限真空度为10-13 mmHg 的数量级，问在此真空度下每立方厘米内有多少空气分子，设空气的温度为27℃。 解： 由P=n K T 可知 n =P/KT=) 27327(1038.11033.1101023 213+?????-- =3.21×109(m –3 ) 注：1mmHg=1.33×102 N/m 2 2-2 钠黄光的波长为5893埃，即5.893×10-7 m ，设想一立方体长5.893×10-7 m ， 试问在标准状态下，其中有多少个空气分子。 解：∵P=nKT ∴PV=NKT 其中T=273K P=1.013×105 N/m 2 ∴N=6 23375105.5273 1038.1)10893.5(10013.1?=?????=--KT PV 个 2-3 一容积为11.2L 的真空系统已被抽到1.0×10-5 mmHg 的真空。为了提高其真空度， 将它放在300℃的烘箱内烘烤，使器壁释放出吸附的气体。若烘烤后压强增为1.0×10-2 mmHg ，问器壁原来吸附了多少个气体分子。 解：设烘烤前容器内分子数为N 。，烘烤后的分子数为N 。根据上题导出的公式PV = NKT 则有： )(0 110011101T P T P K V KT V P KT V P N N N -=-= -=? 因为P 0与P 1相比差103 数量，而烘烤前后温度差与压强差相比可以忽略，因此 T P 与 1 1 T P 相比可以忽略 1823 2 23111088.1) 300273(1038.11033.1100.1102.11??+???????=?=?---T P K N N 个 2-4 容积为2500cm 3 的烧瓶内有1.0×1015 个氧分子,有4.0×1015 个氮分子和3.3×10-7 g
第十二章气体动理论 第十二章气体动理论 (1) 12.1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律 (3) 判断题 (3) 难题（1题）中题（1题）易题（1题） 选择题 (4) 难题（1题）中题（1题）易题（1题） 填空题 (5) 难题（1题）中题（1题）易题（2题） 计算题 (7) 难题（1题）中题（2题）易题（2题） 12.2物质的微观模型统计规律性 (13) 判断题 (13) 难题（0题）中题（0题）易题（0题） 选择题 (14) 难题（1题）中题（1题）易题（1题） 填空题 (16) 难题（0题）中题（1题）易题（1题） 计算题 (17) 难题（0题）中题（0题）易题（0题） 12.3理想气体的压强公式 (19) 判断题 (19) 难题（0题）中题（0题）易题（2题） 选择题 (20) 难题（3题）中题（4题）易题（1题） 填空题 (22) 难题（0题）中题（4题）易题（3题） 计算题 (24) 难题（1题）中题（3题）易题（2题） 12.4理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 (28) 判断题 (28) 难题（0题）中题（0题）易题（3题） 选择题 (29) 难题（1题）中题（6题）易题（1题） 填空题 (31) 难题（5题）中题（6题）易题（3题） 计算题 (36)
难题（2题）中题（5题）易题（3题） 12.5能量均分定理理想气体内能 (42) 判断题 (42) 难题（0题）中题（0题）易题（3题） 选择题 (43) 难题（0题）中题（2题）易题（1题） 填空题 (44) 难题（0题）中题（0题）易题（3题） 计算题 (46) 难题（1题）中题（1题）易题（1题） 12.6麦克斯韦气体分子速率分布率 (49) 判断题 (49) 难题（0题）中题（1题）易题（2题） 选择题 (50) 难题（1题）中题（9题）易题（5题） 填空题 (56) 难题（2题）中题（5题）易题（7题） 计算题 (60) 难题（2题）中题（8题）易题（4题） 12.8分子平均碰撞次数和平均自由程 (68) 判断题 (68) 难题（0题）中题（1题）易题（1题） 选择题 (69) 难题（1题）中题（4题）易题（2题） 填空题 (71) 难题（0题）中题（3题）易题（0题） 计算题 (73) 难题（1题）中题（1题）易题（3题）
1.两瓶装有不同种类的理想气体，若气体的平动动能相等，两种气体的分子数密度不同，则两瓶气体的( ) (A)压强相等，温度相等； (B)压强相等，温度不等； (C)压强不等，温度相等； (D)压强不等，温度不等； 2.在一封闭容器中，理想气体分子的平均速率提高为原来的2倍，则( ) (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)温度和压强都提高为原来的4倍。
3.一打足气的自行车内胎，当温度为7.0℃时，轮胎中空气的压强为 4.0×105Pa，温度变为37.0℃时，轮胎内的压强为。（设胎内容积不变） 4.已知n为气体的分子数密度f(v)为麦克斯韦速率分布函数，则nf(v)dv的物理意义 。 。
5.一容器内贮有氧气，压强为1.0×105Pa ，温度为27℃，求(1)气体分子数密度; (2)氧气的密度; (3)分子的平均平动动能; (4)分子间的平均距离。 6.氧气瓶的容积为3.2×10-2m3，其中氧气的压强为1.30×107Pa，氧气厂规定压强降低到 1.00×106Pa时，就应重新充气，以免经常洗瓶。若平均每天用去0.40m3，压强为1.01×105Pa的氧气，问一瓶氧气能用几天？（设温度不变）
1.1mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为( )
3.2g氢气(刚性双原子)与2g氦气分别装在两个容积相等的封闭容器中内，温度相同，则氢气分子与氦气分子的平均平动动能之比压强之比；内能之比。 4.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温度下的速率分布，则曲线表示气体的温度较高。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，则曲线表示的是氧气。
第七章气体动理论 研究对象：由大量分子（原子）组成的系统。分子视为刚性小球，分子间作弹性碰撞。 研究方法：由于分子的数量极其庞大，彼此之间的相互作用又非常频繁，而且还具有偶然性，所以只能用统计的方法进行处理。研究微观量（m,v,p,f）集体表现出来的宏观特征。 §7－1 物质的微观模型统计规律性 1． 分子的数密度和线度：单位体积内的分子数叫分子数密度。气体（n氮=2.47*1019/cm3）、液体（n水=3.3*1022/cm3）、固体（n =7.3*1022/cm3）。不同种类的分子大小不等，小分子约为10-铜 10m的数量级。实验表明：标准状态下，气体分子间距为分子直 径的10倍。 2．分子力：当r
习题 8-1设想太阳是由氢原子组成的理想气体，其密度可当成是均匀的。若此理想气体的压强为1.35×1014Pa 。 解：（1） J 1014.41054001038.12 3)(233232321?=?????=+=-∑N N kT t ε（2）Pa kT n p i 323231076.21054001038.1?=????==-∑
2 8-4储有1mol 氧气、容积为1 m 3的容器以v =10 m/s 的速率运动。设容器突然停止，其中氧气的80%的机械运动动能转化为气体分子热运动动能。问气体的温度及 体的温度需多高？ 解：（1）J 1065.515.2731038.12 323212311--?=???==kT t ε （2）kT 23 J 101.6ev 1t 19-==?=ε
8-7一容积为10 cm 3的电子管，当温度为300K 时，用真空泵把管内空气抽成压强为5×10-4mmHg 的高真空，问此时（1）管内有多少空气分子？（2）这些空气 量。 解：RT i E ν2= ，mol 1=ν 若水蒸气温度是100℃时
4 8-9已知在273K 、1.0×10-2atm 时，容器内装有一理想气体，其密度为1.24×10-2 kg/m 3。求：（1）方均根速率；（2）气体的摩尔质量，并确定它是什么气体；（3） 分子间均匀等距排列） 解：（1）325/m 1044.2?==kT p n
（2）32kg/m 297.1333====RT P RT p v p μμρ （3）J 1021.62 3 21-?==kT t ε （4）m 1045.3193-?=?=d n d （2）K 3.36210 38.1104.51021035.12322=??????==-Nk pV T 8-13已知)(v f 是速率分布函数，说明以下各式的物理意义：
1 一．选择题 1. （基础训练2）［ C ］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n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内气体的质量ρ的关系为： (A) n 不同，(E K /V )不同，ρ 不同． (B) n 不同，(E K /V )不同，ρ 相同． (C) n 相同，(E K /V )相同，ρ 不同． (D) n 相同，(E K /V )相同，ρ 相同． 【解】： ∵nkT p =，由题意，T ，p 相同∴n 相同； ∵kT n V kT N V E k 2 3 23 ==，而n ，T 均相同∴V E k 相同 由RT M m pV =得m pM V RT ρ== ，∵不同种类气体M 不同∴ρ不同 2. （基础训练6）［ C ］设v 代表气体分子运动的平均速率，p v 代表气体分子运动的最概然速率，2/12)(v 代表气体分子运动的方均根速率．处于平衡状态下理想气体，三种速 率关系为 (A) p v v v ==2 /12) ( (B) 2 /12)(v v v <=p (C) 2 /12) (v v v <
>p 【解】：最概然速率：p v = = 算术平均速率： 0 ()v vf v dv ∞ ==? 20 ()v f v dv ∞ = =? 3. （基础训练7）［ B ］设图7-3所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() 2 O p v 和() 2 H p v 分别表示氧气和氢气 的最概然速率，则 (A) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线； ()2 O p v /() 2 H p v =4． (B) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线；
第10章 气体动理论题目无答案 一、选择题 1. 一理想气体样品, 总质量为M , 体积为V , 压强为p , 绝对温度为T , 密度为?, 总分子数为N , k 为玻尔兹曼常数, R 为气体普适常数, 则其摩尔质量可表示为 [ ] (A) MRT pV (B) pV MkT (C) p kT ρ (D) p RT ρ 2. 如T10-1-2图所示，一个瓶内装有气体, 但有小孔与外界相通, 原来瓶内温度为300K ．现在把瓶内的气体加热到400K (不计容积膨胀), 此时瓶内气体的质量为 原来质量的______倍． [ ] (A) 27／127 (B) 2／3 (C) 3／4 (D) 1／10 3. 相等质量的氢气和氧气被密封在一粗细均匀的细玻璃管内, 并由一 水银滴隔开, 当玻璃管平放时, 氢气柱和氧气柱的长度之比为 [ ] (A) 16:1 (B) 1:1 (C) 1:16 (D) 32:1 4. 一容器中装有一定质量的某种气体, 下列所述中是平衡态的为 [ ] (A) 气体各部分压强相等 (B) 气体各部分温度相等 (C) 气体各部分密度相等 (D) 气体各部分温度和密度都相等 5. 一容器中装有一定质量的某种气体, 下面叙述中正确的是 [ ] (A) 容器中各处压强相等, 则各处温度也一定相等 (B) 容器中各处压强相等, 则各处密度也一定相等 (C) 容器中各处压强相等, 且各处密度相等, 则各处温度也一定相等 (D) 容器中各处压强相等, 则各处的分子平均平动动能一定相等 6. 理想气体能达到平衡态的原因是 [ ] (A) 各处温度相同 (B) 各处压强相同 (C) 分子永恒运动并不断相互碰撞 (D) 各处分子的碰撞次数相同 7. 理想气体的压强公式 k 3 2 εn p = 可理解为 [ ] (A) 是一个力学规律 (B) 是一个统计规律 (C) 仅是计算压强的公式 (D) 仅由实验得出 8. 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p 1和p 2，则两者的大小关系是： [ ] (A) p 1> p 2 (B) p 1< p 2 (C) p 1＝p 2 (D)不确定的 9. 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) 3 p 1 (B) 4 p 1 (C) 5 p 1 (D) 6 p 1 10. 若室内生起炉子后温度从15?C 升高到27?C, 而室内气压不变, 则此时室内的分子数减少了 [ ] (A) % (B) 4% (C) 9% (D) 21% 11. 无法用实验来直接验证理想气体的压强公式, 是因为 T10-1-2图 T 10-1-3图
第十二章气体动理论 §12-1 平衡态气体状态方程 【基本内容】 热力学：以观察和实验为基础，研究热现象的宏观规律，总结形成热力学三大定律，对热现象的本质不作解释。 统计物理学：从物质微观结构出发，按每个粒子遵循的力学规律，用统计的方法求出系统的宏观热力学规律。 分子物理学：是研究物质热现象和热运动规律的学科，它应用的基本方法是统计方法。 一、平衡态状态参量 1、热力学系统：由大量分子组成的宏观客体（气体、液体、固体等），简称系统。 外界：与系统发生相互作用的系统以外其它物体（或环境）。 从系统与外界的关系来看，热力学系统分为孤立系统、封闭系统、开放系统。 2、平衡态与平衡过程 平衡态：在不受外界影响的条件下，系统的宏观热力学性质（如P、V、T）不随时间变化的状态。它是一种热动平衡，起因于物质分子的热运动。 热力学过程：系统从一初状态出发，经过一系列变化到另一状态的过程。 平衡过程：热力学过程中的每一中间状态都是平衡态的热力学过程。 3、状态参量 系统处于平衡态时，描述系统状态的宏观物理量，称为状态参量。它是表征大量微观粒子集体性质的物理量（如P、V、T、C等）。 微观量：表征个别微观粒子状况的物理量（如分子的大小、质量、速度等）。 二、理想气体状态方程 1、气体实验定律 （1）玻意耳定律： 一定质量的气体，当温度保持不变时，它的压强与体积的乘积等于恒量。即PV 恒量，亦即在一定温度下，对一定量的气体，它的体积与压强成反比。 （2）盖.吕萨克定律：
一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积与热力学温度成正比。即V T =恒量。 （3）查理定律： 一定质量的气体，当体积保持不变时，它的压强与热力学温度成正比，即 P T =恒量。 气体实验定律的适用范围：只有当气体的温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比）时，方能遵守上述三条定律。 2、理想气体的状态方程 （1）理想气体的状态方程 在任一平衡态下，理想气体各宏观状态参量之间的函数关系；也称为克拉伯龙方程 M PV RT RT νμ = = （2）气体压强与温度的关系 P nkT = 玻尔兹曼常数23 / 1.3810A k R N -==?J/K ；气体普适常数8.31/.R J mol K = 阿伏加德罗常数23 6.02310/A N mol =? 质量密度与分子数密度的关系 nm ρ= 分子数密度/n N V =，ρ气体质量密度，m 气体分子质量。 三、理想气体的压强 1、理想气体微观模型的假设 （a ）分子本身的大小比起它们之间的距离可忽略不计，可视为质点。 （b ）除了分子碰撞瞬间外，分子之间的相互作用以忽略；因此在相邻两次碰撞之间，分子做匀速直线运动。。 （c ）分子与分子之间或分子与器壁间的碰撞是完全弹性的。 理想气体可看作是由大量的、自由的、不断做无规则运动的，大小可忽略不计的弹性小球所组成。 大量分子构成的宏观系统的性质，满足统计规律。 统计假设：
第四章 气体动理论 2-4-1选择题： 1、处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同，分子的平均平动动能也相同，都处于平衡态。以下说法正确的是： （A ）它们的温度、压强均不相同。 （B ）它们的温度相同，但氦气压强大于氮气压强。 （C ）它们的温度、压强都相同。 (D) 它们的温度相同，但氦气压强小于氮气压强。 2、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，方均根速率之比 4:2:1::222=C B A v v v ， 则其压强之比C B A p p p ::为： (A) 1 : 2 : 4 (B) 1 : 4 : 8 (C) 1 : 4 : 16 (D) 4 : 2 : 1 3、一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m . 根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值为: (A) 2 x v =m kT 3 (B) 2x v = m kT 331 (C) 2 x v = m kT 3 (D) 2x v = m kT 4、关于温度的意义，有下列几种说法： (1) 气体的温度是分子热运动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热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) 5、两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则： (A) 两种气体分子的平均平动动能相等. (B) 两种气体分子的平均动能相等. (C) 两种气体分子的方均根速率相等. (D) 两种气体的内能相等. 6、一容器内装有N 1个单原子理想气体分子和N 2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T 的平衡态时，其内能为 (A) ??? ??++kT kT N N 2523)(21 (B) ??? ??++kT kT N N 2523)(2121
第十二章 气体动理论 §12-1 平衡态 气体状态方程 【基本内容】 热力学：以观察和实验为基础，研究热现象的宏观规律，总结形成热力学三大定律，对热现象的本质不作解释。 统计物理学：从物质微观结构出发，按每个粒子遵循的力学规律，用统计的方法求出系统的宏观热力学规律。 分子物理学：是研究物质热现象和热运动规律的学科，它应用的基本方法是统计方法。 一、平衡态 状态参量 1、热力学系统：由大量分子组成的宏观客体（气体、液体、固体等），简称系统。 外界：与系统发生相互作用的系统以外其它物体（或环境）。 从系统与外界的关系来看，热力学系统分为孤立系统、封闭系统、开放系统。 ' 2、平衡态与平衡过程 平衡态：在不受外界影响的条件下，系统的宏观热力学性质（如P 、V 、T ）不随时间变化的状态。它是一种热动平衡，起因于物质分子的热运动。 热力学过程：系统从一初状态出发，经过一系列变化到另一状态的过程。 平衡过程：热力学过程中的每一中间状态都是平衡态的热力学过程。 3、状态参量 系统处于平衡态时，描述系统状态的宏观物理量，称为状态参量。它是表征大量微观粒子集体性质的物理量（如P 、V 、T 、C 等）。 微观量：表征个别微观粒子状况的物理量（如分子的大小、质量、速度等）。 二、理想气体状态方程 1、气体实验定律 （1）玻意耳定律： | 一定质量的气体，当温度保持不变时，它的压强与体积的乘积等于恒量。即PV =恒量，亦即在一定温度下，对一定量的气体，它的体积与压强成反比。 （2）盖.吕萨克定律： 一定质量的气体，当压强保持不变时，它的体积与热力学温度成正比。即V T =恒量。 （3）查理定律： 一定质量的气体，当体积保持不变时，它的压强与热力学温度成正比，即 P T =恒量。 气体实验定律的适用范围：只有当气体的温度不太低（与室温相比），压强不太大（与大气压相比）时，方能遵守上述三条定律。 2、理想气体的状态方程 （1）理想气体的状态方程 在任一平衡态下，理想气体各宏观状态参量之间的函数关系；也称为克拉伯龙方程 M PV RT RT νμ = = < （2）气体压强与温度的关系 P nkT = 玻尔兹曼常数23 / 1.3810A k R N -==?J/K ；气体普适常数8.31/.R J mol K =
第7章 气体动理论 7.1基本要求 1.理解平衡态、物态参量、温度等概念，掌握理想气体物态方程的物理意义及应用。 2.了解气体分子热运动的统计规律性，理解理想气体的压强公式和温度公式的统计意义及微观本质，并能熟练应用。 3.理解自由度和内能的概念，掌握能量按自由度均分定理。掌握理想气体的内能公式并能熟练应用。 4.理解麦克斯韦气体分子速率分布律、速率分布函数及分子速率分布曲线的物理意义，掌握气体分子热运动的平均速率、方均根速率和最概然速率的求法和意义。 5.了解气体分子平均碰撞频率及平均自由程的物理意义和计算公式。 7.2基本概念 1 平衡态 系统在不受外界的影响下，宏观性质不随时间变化的状态。 2 物态参量 描述一定质量的理想气体在平衡态时的宏观性质的物理量，包括压强p 、体积V 和温度T 3 温度 宏观上反映物体的冷热程度，微观上反映气体分子无规则热运动的剧烈程度。 4 自由度 确定一个物体在空间的位置所需要的独立坐标数目，用字母i 表示。 5 内能 理想气体的内能就是气体内所有分子的动能之和，即2 i E RT ν= 6 最概然速率 速率分布函数取极大值时所对应的速率，用p υ表示，p υ= =≈其物理意义为在一定温度下，分布在速率p υ附近的单位速率区间内的分子在总分子数中所占的百分比最大。 7 平均速率 各个分子速率的统计平均值，用υ表示，υ==≈8 方均根速率 各个分子速率的平方平均值的算术平方根，用rms υ表示，
rms υ= =≈ 9 平均碰撞频率和平均自由程 平均碰撞频率Z 是指单位时间内一个分子和其他分子平均碰撞的次数；平均自由程λ是每两次碰撞之间一个分子自由运动的平均路程，两者的关系式为: Z υ λ= = 或 λ= 7.3基本规律 1 理想气体的物态方程 pV RT ν=或' m pV RT M = pV NkT =或p nkT = 2 理想气体的压强公式 2 3 k p n = 3 理想气体的温度公式 2132 2 k m kT ευ== 4 能量按自由度均分定理 在温度为T 的平衡态下，气体分子任何一个自由度的平均动能都相等，均为12 kT 5 麦克斯韦气体分子速率分布律 （1）速率分布函数 ()dN f Nd υυ = 表示在速率υ附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比或任一单个分子在速率υ附近单位速率区间内出现的概率，又称为概率密度。 （2）麦克斯韦速率分布律 2 3/22 2()4()2m kT m f e kT υ υπυπ-= 这一分布函数表明，在气体的种类及温度确定之后，各个速率区间内的分子数占总分子数的百分比是确定的。 麦克斯韦速率分布曲线的特点是：对于同一种气体，温度越高，速率分布曲线越平坦；而在相同温度下的不同气体，分子质量越大的，分布曲线宽度越窄，高度越大，整个曲线比质量