2022年第章作业及部分习题参考答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 习题六6-1 气体在平稳态时有何特点.气体的平稳态与力学中的平稳态有何不同. 答：气体在平稳态时, 系统与外界在宏观上无能量和物质的交换；变化系统的宏观性质不随时间力学平稳态与热力学平稳态不同当系统处于热平稳态时,组成系统的大量粒子仍在不停地、 无规章地运动着,大量粒子运动的平均成效不变,这是一种动态平稳而个别粒子所受合外力可以不为零而力学平稳态时,物体保持静止或匀速直线运动,所受合外力为零6-2 气体动理论的争论对象是什么 .抱负气体的宏观模型和微观模型各如何 . 答：气体动理论的争论对象是大量微观粒子组成的系统是从物质的微观结构和分子运动论

2、动身,运用力学规律, 通过统计平均的方法,求出热运动的宏观结果,再由试验确认的方法从宏观看, 在温度不太低,压强不大时,强越低, 温度越高, 这种近似的精确度越高运动的质点实际气体都可近似地当作抱负气体来处理,压 抱负气体的微观模型是把分子看成弹性的自由6-3 何谓微观量 .何谓宏观量 .它们之间有什么联系 . 答：用来描述个别微观粒子特点的物理量称为微观量如微观粒子 原子、分子等 的大小、质量、 速度、能量等 描述大量微观粒子 分子或原子 的集体的物理量叫宏观量,照试验中观测得到的气体体积、压强、温度、热容量等都是宏观量气体宏观量是微观量统计平均的结果6-5 速率分布函数 f v 的物理意义

3、是什么 .试说明以下各量的物理意义 n 为分子数密度,N 为系统总分子数 （1）f v d v（2）nf v d v（ 3）Nf v d vv v 2（4）0 f v d v（5）0 f v d v（6）v 1 Nf v d v解：f v ：表示肯定质量的气体,在温度为 T的平稳态时,分布在速率 v 邻近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比 . 1 f v d v：表示分布在速率 v 邻近,速率区间 d内的分子数占总分子数的百分比 . 2 nf v d v：表示分布在速率 v 邻近、速率区间 dv内的分子数密度 3 Nf v d v：表示分布在速率 v 邻近、速率区间 dv 内的分子数v

4、4 0 f v d v：表示分布在 v 1 v 2 区间内的分子数占总分子数的百分比 5 0 f v d v：表示分布在 0 的速率区间内全部分子,其与总分子数的比值是 1. v 2 6 v 1 Nf v d v：表示分布在 v 1 v 2 区间内的分子数 . 6-6 最概然速率的物理意义是什么 处. .方均根速率、最概然速率和平均速率,它们各有何用名师归纳总结 答：气体分子速率分布曲线有个极大值,与这个极大值对应的速率叫做气体分子的最概然速第 1 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 率物理意义是：对全部的相等速率区间而言,在含有vP的那个

5、速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大分布函数的特点用最概然速率 平均自由程用平均速率v 表示；争论分子的平均平动动能用方均根速率,争论6-7 容器中盛有温度为T 的抱负气体,试问该气体分子的平均速度是多少.为什么 . 答：该气体分子的平均速度为0 . 在平稳态, 由于分子不停地与其他分子及容器壁发生碰撞、其速度也不断地发生变化,分子具有各种可能的速度,而每个分子向各个方向运动的概率是相等的,沿各个方向运动的分子数也相同从统计看气体分子的平均速度是 0. 6-8 在同一温度下,不同气体分子的平均平动动能相等,就氢分子和氧分子比较,氧分子的质量比氢分子大,所以氢分子的速率肯定比氧分子大,对吗

6、. 答：不对,平均平动动能相等是统计平均的结果分子速率由于不停地发生碰撞而发生变化,分子具有各种可能的速率,因此, 一些氢分子的速率比氧分子速率大,也有一些氢分子的速率比氧分子速率小6-10 题 6-10 图a 是氢和氧在同一温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线,哪一条代表氢 .题 6-10 图b 是某种气体在不同温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线,哪一条的温度较高 . 答：图 a 中 1 表示氧, 2 表示氢；图 b 中 2 温度高题 6-10 图6-11 温度概念的适用条件是什么.温度微观本质是什么. 对个别分子无意义温度答：温度是大量分子无规章热运动的集体表现,是一个统计概念,微观本质是分子平

7、均平动动能的量度名师归纳总结 6-13 试说明以下各量的物理意义M1kT第 2 页,共 4 页（1）1kT（2）3kT（3）ikT222（4）MiRT（5）iRT（6）3RTMmol222解： 1 在平稳态下,分子热运动能量平均地安排在分子每一个自由度上的能量均为2 2 在平稳态下,分子平均平动动能均为3kT. 2iRT. 3 在平稳态下,自由度为i 的分子平均总能量均为ikT. 2 4 由质量为 M ,摩尔质量为Mmol,自由度为 i 的分子组成的系统的内能为Mmol2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5 1摩尔自由度为 i 的分子组成的系统内能为i

8、RT. 1 摩尔分子的26 1摩尔自由度为 3 的分子组成的系统的内能3RT,或者说热力学体系内,2平均平动动能之总和为3RT. 26-14 有两种不同的抱负气体,同压、同温而体积不等,试问下述各量是否相同 .1 分子数密度； 2 气体质量密度； 3 单位体积内气体分子总平动动能；4 单位体积内气体分子的总动能解： 1 由 p nkT , n p知分子数密度相同；kT 2 由 M M mol p知气体质量密度不同；V RT 3 由 n 3 kT 知单位体积内气体分子总平动动能相同；24 由 n i kT 知单位体积内气体分子的总动能不肯定相同26-15 何谓抱负气体的内能 .为什么抱负气体的内

9、能是温度的单值函数 . 解：在不涉及化学反应,核反应,电磁变化的情形下,内能是指分子的热运动能量和分子间相互作用势能之总和对于抱负气体不考虑分子间相互作用能量,质量为 M的抱负气体的全部分子的热运动能量称为抱负气体的内能由于抱负气体不计分子间相互作用力,内能仅为热运动能量之总和即EMiRT是温度的单值函数. Mmol26-16 假如氢和氦的摩尔数和温度相同,就以下各量是否相等,为什么. 1 分子的平均平动动能；2 分子的平动动能；3 内能解： 1 相等,分子的平均平动动能都为3kT2 2 不相等,由于氢分子的平均动能5kT,氦分子的平均动能3kT22 3 不相等,由于氢分子的内能5RT,氦分子

10、的内能3RT226-21 1mol氢气,在温度为27时,它的平动动能、转动动能和内能各是多少解：抱负气体分子的能量平动动能5ti35E t3EiRTJ28 . 313003739 .52转动动能r2E r28 . 313002493J231内能iE.83006232 5.J26-22 一瓶氧气,一瓶氢气,等压、等温,氧气体积是氢气的2 倍,求 1 氧气和氢气分子数名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 密度之比； 2 氧分子和氢分子的平均速率之比解： 1 由于pnkT就nO1nH2 由平均速率公式名师归纳总结 vv1 . 60RT1第 4 页,共 4 页MmolOMmolHvHMmolO4- - - - - - -