大学物理(上)24分子论习题课.ppt

一、一、理想气体的状态方程理想气体的状态方程常用形式常用形式分子数密度表示分子数密度表示第六章小结第六章小结二、二、理想气体的压强公式理想气体的压强公式三、理想气体的温度公式三、理想气体的温度公式1四、四、理想气体的内能理想气体的内能1.自由度自由度单原子分子单原子分子双原子分子双原子分子多原子分子多原子分子2.能量按自由度均分原理能量按自由度均分原理在温度为在温度为T的平衡态下，气体分子的每一个自由度上都均的平衡态下，气体分子的每一个自由度上都均匀分配匀分配 的平均动能。的平均动能。一个分子的平均总动能一个分子的平均总动能3.理想气体的内能理想气体的内能一摩尔气体内能一摩尔气体内能2五、麦克斯韦速率分布定律五、麦克斯韦速率分布定律在在速速率率v 附附近近的的单单位位速速率率区区间间内内的分子数占总分子数的百分比。的分子数占总分子数的百分比。六、六、麦克斯韦速率分布曲线麦克斯韦速率分布曲线vm一定时，一定时，T升高，曲线变宽升高，曲线变宽变变平。平。T一定时，一定时，m减小，曲线变宽变平。减小，曲线变宽变平。3分子的平均自由程分子的平均自由程平均碰撞频率平均碰撞频率九、九、平均碰撞频率和平均自由程平均碰撞频率和平均自由程分子数按高分子数按高度分布规律度分布规律压强按高度压强按高度分布规律分布规律八、重力场中理想气体分子按位置的分布八、重力场中理想气体分子按位置的分布七、七、三种统计速率三种统计速率最概然速率最概然速率平均速率平均速率方均根速率方均根速率4 1、一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑活塞分隔成两边，、一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑活塞分隔成两边，如果一边装有如果一边装有0.1kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒中央，则另一边应装有同一温度的氧气质量为多少？中央，则另一边应装有同一温度的氧气质量为多少？C C 解：解：单元检测题单元检测题-选择题选择题5C2、在标准状态下，任何理想气体、在标准状态下，任何理想气体1 立方米中含有的分子数都立方米中含有的分子数都 等于多少？等于多少？解：解：6 3、若若室室内内生生起起炉炉子子后后温温度度从从15升升高高到到27，而而室室内内气气压压不不变，则此时室内的分子数减少了变，则此时室内的分子数减少了 (A)0.5 (B)4 (C)9 (D)21 解：解：B74、关于温度的意义，有下列几种说法：、关于温度的意义，有下列几种说法：(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度气体的温度是分子平均平动动能的量度(2)温度是大量气体分子热运动的集体表现温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计意义具有统计意义 (3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同温度的高低反映物质内部分子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从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度这些说法中正确的是这些说法中正确的是 (A)(1)、(2)、(4)(B)(1)、(2)、(3)(C)(2)、(3)、(4)(D)(1)、(3)、(4)解：解：(1)(2)(3)(4)是大量气体分子热运动的集体表现。是大量气体分子热运动的集体表现。B85、1 mol刚性双原子分子理想气体，当温度为刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为时，其内能为 (A)(B)(C)(D)解：解：C6、水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几、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不计振动自由度和化学能)？(A)66.7 (B)50 (C)25 (D)0解：以一摩尔为例解：以一摩尔为例一摩尔水汽分解为一摩一摩尔水汽分解为一摩尔氢气和尔氢气和0.5摩尔氧气摩尔氧气C97、两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气、两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气(均视为刚性分均视为刚性分子理想气体子理想气体)，开始时它们的压强和温度都相等，现将，开始时它们的压强和温度都相等，现将6 J热量传热量传给氦气，使之升高到一定温度若使氢气也升高同样温度，则应给氦气，使之升高到一定温度若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量向氢气传递热量(A)12 J (B)10 J (C)6 J (D)5 J解：等容过程不做功解：等容过程不做功对氦气对氦气对氢气对氢气B（第七章题）（第七章题）108、一定质量的理想气体的内能、一定质量的理想气体的内能E随随体积体积V的变化关系为一直线的变化关系为一直线(其延长线其延长线过过EV图的原点图的原点)，则此直线表示的过，则此直线表示的过程为：程为：(A)等温过程等温过程 (B)等压过程等压过程 (C)等体过程等体过程 (D)绝热过程绝热过程解：内能公式解：内能公式由图中看出由图中看出等压过程等压过程B119、若、若f(v)为气体分子速率分布函数，为气体分子速率分布函数，N为分子总数，为分子总数，m为分子质为分子质量，则量，则 的物理意义是的物理意义是 (A)速速率率为为 的的各各分分子子的的总总平平动动动动能能与与速速率率为为 的的各各分分子子的的总总平动动能之差平动动能之差 (B)速速率率为为 的的各各分分子子的的总总平平动动动动能能与与速速率率为为 的的各各分分子子的的总总平动动能之和平动动能之和 (C)速率处在速率间隔速率处在速率间隔 之内的分子的平均平动动能之内的分子的平均平动动能 (D)速率处在速率间隔速率处在速率间隔 之内的分子平动动能之和之内的分子平动动能之和解：解：D1210、设某种气体的分子速率分布函数为、设某种气体的分子速率分布函数为f(v)，则速率在则速率在v 1v 2区间区间内的分子的平均速率为内的分子的平均速率为 (A)(B)(C)/(D)/解：解：C1311、一一定定量量的的理理想想气气体体，在在体体积积不不变变的的条条件件下下，当当温温度度降降低低时时，分子的平均碰撞频率分子的平均碰撞频率 和平均自由程和平均自由程 的变化情况是：的变化情况是：(A)减小，但减小，但 不变不变(B)不变，但不变，但 减小减小 (C)和和 都减小都减小 (D)和和 都不变都不变解：解：体积不变，则体积不变，则n不变，温度降低时平均速率减小。不变，温度降低时平均速率减小。A14单元检测题单元检测题-填空题填空题12、在容积为、在容积为10-2 m3 的容器中，装有质量的容器中，装有质量100 g 的气体，若气体的气体，若气体分子的方均根速率为分子的方均根速率为200 m s-1，则气体的压强为则气体的压强为_解：解：1513、对一定质量的理想气体进行等温压缩若初始时每立方米体、对一定质量的理想气体进行等温压缩若初始时每立方米体积内气体分子数为积内气体分子数为1.961024，则当压强升高到初始值的两倍时，则当压强升高到初始值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应为每立方米体积内气体分子数应为_解：解：(练习册答案错练习册答案错)1614、若气体分子的平均平动动能等于、若气体分子的平均平动动能等于1.0610-19 J，则该气体的温则该气体的温度度T_K(玻尔兹曼常量玻尔兹曼常量k1.3810-23 JK-1)解：解：(练习册答案错练习册答案错)15、1 mol的单原子分子理想气体，在的单原子分子理想气体，在1 atm的恒定压强下，从的恒定压强下，从0加热到加热到100，则气体的内能改变了，则气体的内能改变了_J(普普适气体常量适气体常量R8.31 Jmol-1K-1)解：解：1716、体积和压强都相同的氦气和氢气、体积和压强都相同的氦气和氢气(均视为刚性分子理想气体均视为刚性分子理想气体)，在某一温度，在某一温度T下混合，所有氢分子所具有的热运动动能在系统下混合，所有氢分子所具有的热运动动能在系统总热运动动能中所占的百分比为总热运动动能中所占的百分比为_解：解：压强、体积、温度都相同，则摩尔数相同。压强、体积、温度都相同，则摩尔数相同。内能公式内能公式17、分子热运动自由度为、分子热运动自由度为i的一定量刚性分子理想气体，当其体积的一定量刚性分子理想气体，当其体积为为V、压强为压强为p时，其内能时，其内能E_解：解：1818、处于重力场中的某种气体，在高度、处于重力场中的某种气体，在高度z处单位体积内的分子数即处单位体积内的分子数即分子数密度为分子数密度为n若若f(v)是分子的速率分布函数，则坐标介于是分子的速率分布函数，则坐标介于xx+dx、yy+dy、zz+dz区间内，速率介于区间内，速率介于v v+dv区间内的分区间内的分子数子数d N=_解：解：参见教材第参见教材第210页页解：解：19、当理想气体处于平衡态时，气体分子分布函数为、当理想气体处于平衡态时，气体分子分布函数为则分子速率处于则分子速率处于 范围内的几率为范围内的几率为_19 解：解：20、设容器内盛有质量为、设容器内盛有质量为 M1 和质量为和质量为M2 的两种不同的单原子的两种不同的单原子 分子理想气体，并处于平衡态，其内能均为分子理想气体，并处于平衡态，其内能均为 E，则两种气体则两种气体 分子的平均速率之比为分子的平均速率之比为_20