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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：A2．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：B4．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BU V ⎛⎫ ⎪⎝⎭的关系为 （ ） （A ）A B U U V V ⎛⎫⎛⎫< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；（B ）A B U U V V ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；（C ）A BU U V V ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭；（D ）无法判断。
答案：A5.一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 ）32KT 答案：C二、简答题1.能否说速度快的分子温度高,速度慢者温度低,为什么?答案:不能，因为温度是表征大量分子热运动激烈程度的宏观物理量，也就是说是大量分子热运动的集体表现，所以说温度是一个统计值，对单个分子说温度高低是没有意义的。
2.指出以下各式所表示的物理含义:()()()()()RT i RT i kT i kT kT 252423232211ν 答案: （1）表示理想气体分子每个自由度所具有的平均能量（2）表示分子的平均平动动能（3）表示自由度数为的分子的平均能量（4）表示分子自由度数为i 的1mol 理想气体的内能（5）表示分子自由度数为i 的ν mol 理想气体的内能3. 理想气体分子的自由度有哪几种？答案: 理想气体分子的自由度有平动自由度、转动自由度。
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236.02310/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。
第十二章 气体动理论12－1 一容积为10L 的真空系统已被抽成1.0×10-5 mmHg 的真空，初态温度为20℃。
为了提高其真空度，将它放在300℃的烘箱内烘烤，使器壁释放出所吸附的气体，如果烘烤后压强为1.0×10-2 mmHg ，问器壁原来吸附了多少个气体分子?解：由式nkT p =，有3202352/1068.15731038.1760/10013.1100.1m kT p n 个⨯≈⨯⨯⨯⨯⨯==-- 因而器壁原来吸附的气体分子数为个183201068.110101068.1⨯=⨯⨯⨯==∆-nV N12－2 一容器内储有氧气，其压强为1.01⨯105 Pa ，温度为27℃，求：（l ）气体分子的数密度；（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。
（设分子间等距排列）分析：在题中压强和温度的条件下，氧气可视为理想气体。
因此，可由理想气体的物态方程、密度的定义以及分子的平均平动动能与温度的关系等求解。
又因可将分子看成是均匀等距排列的，故每个分子占有的体积为30d V =，由数密度的含意可知d n V ,10=即可求出。
解：（l ）单位体积分子数325m 1044.2-⨯==kT p n（2）氧气的密度3m kg 30.1-⋅===RT pM V m ρ（3）氧气分子的平均平动动能J 1021.62321k -⨯==kT ε（4）氧气分子的平均距离m1045.3193-⨯==n d12－3 本题图中I 、II 两条曲线是两种不同气体（氢气和氧气）在同一温度下的麦克斯韦分子速率分布曲线。
试由图中数据求：（1）氢气分子和氧气分子的最概然速率；（2）两种气体所处的温度。
分析：由M RT v /2p =可知，在相同温度下，由于不同气体的摩尔质量不同，它们的最概然速率p v 也就不同。
因22O H M M <，故氢气比氧气的p v 要大，由此可判定图中曲线II 所标13p s m 100.2-⋅⨯=v 应是对应于氢气分子的最概然速率。
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211021.6-⨯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 23 [ ] 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 ）121p p T （D ）2112p p T [ ] 答案：（ A ）题号：20912006分值：3分难度系数等级：2一个能量为12100.1⨯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 ）71093.1-⨯K （B ）71028.1-⨯K （C ）61070.7-⨯ K （D ）61050.5-⨯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 23= （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 VN 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 ）MpV 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::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 ）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3100.4-⨯m 3的容器中含有231001.1⨯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 ）21100.6-⨯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21024.1-⨯kg/m 3 ，则该气体分子的方均根速率2v 为（A ）494.5 m/s （B ）457.3 m/s （C ）403.0 m/s （D ）无法确定[ ] 答案：（ A ）（ρp v 73.12= ）题号：20914019分值：3分难度系数等级：4真空管的线度为210-m ，真空度为31033.1-⨯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 ）17102.3⨯=n m -3 ，9108.59⨯=Z S -1（B ）18101.3-⨯=n m -3 ，371096.5-⨯=Z S -1 （C ）17102.3⨯=n m -3 ，91098.5⨯=Z S -1（D ）17102.3⨯=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 ）RV p 13800 （C ）R V p 3200 （D ）R V p 200 [ ] 答案：（ B ）[简解：RT MpV μ=和RT i M E 2μ= 得两种气体各自的内能分别为 002323V p RT M E A ==μ，002525V p RT M E B ==μ 混合后内能不变，即 002825223V p RT RT E E B A =⨯+=+ 由此得混合后的温度 RV 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（kTp 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 222z y x v v v ==。
