大学物理第3章-气体动理论

气体动理论

一、选择题

1、某容器内装有混合气体，处于热平衡状态，则不同种类分子的下列哪个量相同[ ]

（A）分子数密度 （B） 方均根速率

（C）平均平动动能 （D） 分子质量

2、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

(A) mkTx32v． (B) mkTx3312v． (C) mkTx/32v ． (D) mkTx/2v ． ［ ］

3、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． ［ ］

4、在标准状态下，若氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）和氦气的体积比为1:2，则它们的内能比为：

（A） 1/2 （B） 5/3 （C）5/6 （D） 3/10 [ ]

5、一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一直线(其延长线过E~V图的原点)，则此直线表示的过程为：

(A) 等温过程． (B) 等压过程．

(C) 等体过程． (D) 绝热过程．

［ ］

6、水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？

(A) 66.7％． (B) 50％． (C) 25％． (D) 0． ［ ］

第十一章 气体动理论习题简要答案

一、选择题

1、B

2、A

3、A

4、B

5、C

6、A

7、D

8、C

9、B

10、C

二、填空题

1、答案： 100()fvNdv； 201()2mvfvdv； 100()fvdv。

2、答案：12kT；2ikT；2iRT；kT23

3、答案：K；50.6710Pa。

4、答案：2138TT

5、答案：3739.5J；2493J；6232.5J

6、答案：1

7、答案：RTiMm2

8、略

9、氢气、1581.14

10、5/3

三、判断题

1、答：错误

2、答：错误

3、答：正确 4、答：错误

5、答：错误

6、答：错误

7、答：正确

8、答：错误

9、答：错误

10、答：正确

四、计算题

1、34URT。

2、565℃

3、（1）2.45×1024m-3

（2）5.32×10-26kg

（3）0.13kg.m-3

4、656摄氏度

5、（1）)2(0)2(/)0(/)(00000vvvvvNavvNvavvf

（2）023Nav

（3）N/3

6、41.8810Pap

7、222220.473RRNdd。

8、120.78NN。

9、（1）334fAv；（2）2310kefmv。

10、61.9110Kg

五、思考题

略

大 学 物 理 简 明 教 程 教 案

1 大学物理学

授课章节 第5章 气体动理论基础

教学目的 熟悉热力学第零定律实验基础和理想气体分子模型和统计

假设，掌握压强和温度统计解释；.能均分定理、气体的内能；

熟练运用理想气体状态方程，压强和温度公式，内能公式等进

行计算。要求理解麦克斯韦速率分布律、三种统计速率、平均

碰撞频率和平均自由程。

教学重点、难点 压强公式推导，速率分布函数的统计意义。

教学内容 备注

气体动理论和热力学篇

1.热学的研究对象及内容

热现象: 大量微观粒子热运动的宏观表现. 或者说物质与温度有关的现象.

对 象：宏观物体(大量分子原子系统)或物体系 — 热力学系统 。

内 容：与热现象有关的性质和规律。

2.热学的研究方法

热力学、统计物理学

第五章 气体动理论基础

§5.1 平衡态 温度 理想气体状态方程

一、平衡态

1.热力学系统

孤立系统；封闭系统；开放系统；。

2.平衡态满足的条件

一是系统在宏观上无能量和物质的交换， 二是系统的宏观性质不随时间变

化。

热平衡态是一种理想状态；是热动平衡态。

3.状态参量

宏观量：描述在热平衡态下系统各种宏观属性的物理量。

描述系统热平衡态的一组相互独立的宏观参量叫系统的状态参量。

体积（V）的单位是立方米(m3)， 1 m3＝103 L；

压强（p）的单位是帕(Pa)， 1 atm=760 mmHg＝1.013×105 Pa。

微观量：用来描述个别微观粒子特征的物理量

二、温度

1.热力学第零定律

如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么，这两个系统彼此也处于

热平衡．

2. 温度

热力学第零定律说明，处在相互热平衡状态的系统必定拥有某一个共同的宏

观物理性质，这一共同的宏观性质称为系统的温度

注意区

分平衡

态与稳

定态

大 学 物 理 简 明 教 程 教 案

2 大学物理学 热力学第零定律表明，一切互为热平衡的系统具有相同的温度，这是用温度

- 1 - 第3节分子间的作用力

1.分子间存在着相互作用的引力和斥力，其合力表现为分子力。

2．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减少，随分子间距离的减小而增大；但斥力比引力变化的更快。

3．分子动理论的内容：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力。

一、分子间的作用力

1．分子间有空隙

(1)气体很容易被压缩，说明气体分子间有很大的空隙。

(2)水和酒精混合后总体积减小，说明液体分子之间存在着空隙。

(3)压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间有空隙。

2．分子间的作用力

(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。

(2)当两个分子的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子所受的合力为零；当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间的距离大于r0时，作用力的合力表现为引力。

二、分子动理论

1．内容

物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力。

2．统计规律

(1)微观方面：各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性。

(2)宏观方面：大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律。大量分子的集体行为受统计规律的支配。

1．自主思考——判一判

(1)水很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。(√)

- 1 - (2)气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。(×)

(3)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现。(√)

(4)气体容易被压缩，说明气体分子之间有空隙。(√)

(5)分子间的引力随距离的增大而增大，斥力随距离的增大而减小。(×)

2．合作探究——议一议

(1)当压缩物体时，分子间的作用力表现为斥力，物体“反抗”被压缩，这时分子间还有引力吗？

提示：分子间同时存在分子引力和斥力，当物体被压缩时，分子斥力大于分子引力，分子间表现为斥力，此时分子间仍存在引力。