07第七章 气体动理论作业答案
- 格式:doc
- 大小:464.00 KB
- 文档页数:6
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. 【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。
[ C ]2、(基础训练6)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.处于平衡状态下的理想气体,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 <
/12)(v v v >>p
【提示】p v =v ==
[ B ]3、(基础训练7)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;
()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 ]4、(基础训练8)设某种气体的分子速率分布函数为f (v ),则速率在v 1~v 2区间内的分子的平均速率为 (A)
⎰
2
1
d )(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 ∞
⎰ .
【提示】① f (v )d v ——表示速率分布在v 附近d v 区间内的分子数占总分子数的百分比;
② ⎰
2
1)(v v dv v Nf ——表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子数总和;
③2
1
()v v vNf v dv ⎰
表示速率分布在v 1~v 2区间内的分子的速率总和,
因此速率分布在v 1~v 2区间内的分子的平均速率为
22
112
2
1
1
()()()()v v v v v v v v vNf v dv vf v dv
Nf v dv
f v dv
=
⎰⎰⎰⎰
[ B ]5、(基础训练9)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.
【提示】
①2Z d n =
,
其中v =不变;N n V =,当V 增大时,n 减小; ∴Z 减小。
②v Z λ=
=n 减小时,λ增大。 [ B ]6、(自测提高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.
姓名 __________ 学号 ____________ 《大学物理Ⅰ》答题纸 第七章 【提示】127315288T K =+=,227327300T K =+=;
由状态方程1122pV N kT N kT ==,得 121211
pV pV
N N kT kT pV N kT -
-==212T T T -=
12
4%300= [ C ]7.(自测提高7)一容器内盛有1 mol 氢气和1 mol 氦气,经混合后,温度为 127℃,该混合气体分子的平均速率为 (A) πR 10200
. (B) πR
10400. (C)
)210πR . (D) +πR 10(400)210π
R
.
【提示】已知273127400T K =+=,23,210(/)mol H M kg mol -=⨯,
3,410(/)mol He M kg mol -=⨯,根据平均速率的定义,混合气体分子的平均速率为:
v =
1
N
i
i v
N
==
∑2
22+1
()222
H H A H A H H H A
A v
v N v N v e
e v v e N N +=
=+∑∑,其中
ππR
M RT v H l mo H 10400822,==
, H e v ==
v ∴
=)210π
R
二.填空题
1、(基础训练 11) A 、B 、C 三个容器中皆装有理想气体,它们的分子数密度之比为n A ∶n B ∶n C =4∶2∶1,而分子的平均平动动能之比为A w ∶B w ∶C w =1∶2∶4,则它们的压强之比A p ∶B p ∶C p = 1:1:1 . 【提示】压强公式:t w n p 3
2
= → A p ∶B p ∶C p =n A A w ∶n B B w ∶n C C w =1∶1∶1
2、(基础训练 15)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v 0的分子数=
⎰∞
)(v dv v Nf ;