大學物理第5章練習答案

1、來源于網(wǎng)絡第五章氣體動理論.選擇題下列各式中哪一式表示氣體分子的平均平動動能（氣體的溫度是分子平動動能的量度；氣體的溫度是大量氣體分子熱運動的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計意義; 溫度的高低反映物質內部分子運動劇烈程度的不同； 從微觀上看，氣體的溫度表示每個氣體分子的冷熱程度。三.計算題1.就質量而言，空氣是由76%的 N2, 23%的。2和 1%的 Ar 三種氣體組成，它們的分子量分別為28、32、40?？諝獾哪栙|量為 28.9 10-3kg/ mol ，試計算 1mol 空氣在標準狀態(tài)下的內能。解：在 1mol空氣中,_3_3N2質量M1= 28.9 1076% =22.1 10 (kg)1. 一個

2、容器內貯有 1 摩爾氫氣和 1 摩爾氦氣,若兩種氣體各自對器壁產(chǎn)生的壓強分別為Pl和P2，則兩者的大小關系是（C ）(A)PiP2；B)Pi：P2；（C）訴；（2. 一定量的理想氣體貯于某一容器中，溫度為 速度在 x 方向的分量平方的平均值為（D）不確定的。T,氣體分子的質量為）m.根據(jù)理想氣體的分子模型和統(tǒng)計假設，分子(A)v；=. 3kTm;2-(C)Vx= 3kT /m ；B)V；= (1/3)、3kT mD)2Vx= kT/m。3.設M為氣體的質量,m為氣體分子質量,N為氣體分子總數(shù)目,n為氣體分子數(shù)密度，No為阿伏伽德羅常數(shù),/A、3m/ c、3M、/（A）PV； （ B） -PV；

3、2M2Mmoi4.關于溫度的意義，有下列幾種說法，錯誤的是（C）2nPV；D)3Mmol2MPVN。(A)(B)(C)(D)二填空題1.在容積為 10 粘的容器中，裝有質量iOOg 的氣體，若氣體分子的方均根速率為200m/s，則氣體的壓強為4105P。32.如圖 1 所示，兩個容器容積相等，分別儲有相同質量的Na 和 Q 氣管相連通，管子中置一小滴水銀，兩邊的溫度差為30K，當水銀滴在Q 的溫度為TN2=210k,TO2= 240k-332X10 kg/mol）學。（N2的摩爾質量、體，它們用光滑細O2正中不動時，Na 和為 28X103kg/mol,O2的摩爾質量為3.分子物理的學科，它應

4、用的方法是4.若理想氣體的體積為理想氣體的分子數(shù)為大量微觀粒子的集體運動的統(tǒng)計表現(xiàn) 方法。V，壓強為 p,溫度為 T, 一個分子的質量為m, k 為玻耳茲曼常量，R 為摩爾氣體常量，則該PV/ （kT）。是研究統(tǒng)計學來源于網(wǎng)絡M122 1摩爾數(shù)m10.789(mol)Mmoll28O2質量M2=28.9 10J23% =6.65 10(kg)33= 28.9 10一1% = 0.289 10(kg).若氫氣分子的平均平動動能為6.21X10_2J.試求：(1)氧氣分子的平均平動動能和2 個具有速率 V。，3 個具有速率 2 V0,5 個具有速率 3 v0,4 個具有速率 4 V0，3 個具 個

5、具有速率 7 V。，試計算其：: ;(3)最概然速率。第五章氣體動理論一.選擇題1.兩容器摩爾數(shù)n2也=0.208(mol)Mmol 232A質量M3摩爾數(shù)n3=M3Mmol 3=0.289=0.007(mol)2.一瓶氫氣和一瓶氧氣溫度相同 方均根速率；(2) 氧氣的溫度。3.有 20 個質點， 其速率分布如下：有速率 5 Vo, 2 個具有速率 6 Vo，-(1)平均速率；(2)方均根速率;(1)n viNiiNn匕v2Nii dN:V2232)24( 4)23(5)226)27220(3)20 個質點中出現(xiàn)速率為3V0的概率最大，有 5 個，所以，VP=3V0.0,兩種氣體分子的平均平動

6、動能相等;兩種氣體分子的平均動能相等； 兩種氣體分子的平均速率相等； 兩種氣體的內能相等。根據(jù)v、和VP的定義，可得(2)來源于網(wǎng)絡內分別盛有氫氣和氦氣，若它們的溫度和質量分別相等，則(A)(B)(C)(D)2.麥克斯韋速率分布曲線如圖 2 所示，如果圖中 A、B 兩部分面積相等，則該圖圖 2來源于網(wǎng)絡表示(D )(A)V0為最可幾速率；(B)V0為平均速率；(C)V0為方均根速率；(D)速率大于和小于v0的分子數(shù)各占一半。3.氣缸內盛有一定量的氫氣(可視作理想氣體)，當溫度不變而壓強增大一倍時，氫氣分子的平均碰撞次數(shù)Z和平均自由程的變化情況是(C)(A)Z和都增大一倍;(B)Z和都減為原來的

7、一半;(C)Z增大一倍而，減為原來的一半；(D)Z減為原來的一半而 增大一倍。二. 填空題V飛$ V1.若某種理想氣體分子的方根速率V2=450m/s,氣體壓強為 P=7Xi04Pa，則該氣體的密度為 古1.037Kg/m。2.對于處在平衡態(tài)下溫度為T 的理想氣體,(1/2)kT(k 為玻茲曼常量)的物理意義是每個自由度均分的平均動能冃匕。3.一容器內裝有 2 個單原子理想氣體分子和N2個剛性雙原子理想氣體分子，當該系統(tǒng)處在溫度為T 的平衡態(tài)時，其35內能為N*TN2kT。224.一容器貯有某種理想氣體，其分子平均自由程為九當氣體的熱力學溫度降到原來的一半，但體積不變，分子作用球半徑不變，則此時平均自由程為0。三. 計算題I .I I1.當氫氣和氦氣的壓強、體積和溫度都相等時，求它們的質量比M(H2) /M(He)和內能比 E(H2)/ E(He)。將氫氣視為剛性雙原子分子氣體。來源于網(wǎng)絡mHH2解:由：PVmRT，M得:IIHemHe由：Em i 2RT， 得:M 2EH2iH2EHeiHe2.假定 N 個粒子的速率分布函數(shù)為:f(v)屮v0v 0vV0來源于網(wǎng)絡(2)證明電子氣中電子的平均動能W =3(丄譏vF)=3EF，此處EF叫做費米能5 25解：(1)由歸一化條件3N34 n/F(1) 定岀常數(shù)C；(2) 求粒