高中物理奧林匹克競(jìng)賽專題--氣體分子動(dòng)理論習(xí)題ppt課件

1、 氣體分子動(dòng)實(shí)際氣體分子動(dòng)實(shí)際作業(yè)解答作業(yè)解答一、選擇題一、選擇題(A)堅(jiān)持壓強(qiáng)和溫度不變同時(shí)減小體積；堅(jiān)持壓強(qiáng)和溫度不變同時(shí)減小體積；(B)堅(jiān)持體積和溫度不變同時(shí)增大壓強(qiáng)；堅(jiān)持體積和溫度不變同時(shí)增大壓強(qiáng)；(C)堅(jiān)持體積不變同時(shí)增大壓強(qiáng)降低溫度；堅(jiān)持體積不變同時(shí)增大壓強(qiáng)降低溫度；(D)堅(jiān)持溫度不變同時(shí)增大體積降低壓強(qiáng)。堅(jiān)持溫度不變同時(shí)增大體積降低壓強(qiáng)。( )D1一定量的理想氣體可以：一定量的理想氣體可以：RTMmpV (B) (C) (D) ( )2設(shè)某理想氣體體積為設(shè)某理想氣體體積為V，壓強(qiáng)為，壓強(qiáng)為P，溫度，溫度 為為T，每個(gè)分子的質(zhì)量為，每個(gè)分子的質(zhì)量為，玻爾茲曼常數(shù)，玻爾茲曼常數(shù) 為為

2、k，那么該氣體的分子總數(shù)可以表示為：，那么該氣體的分子總數(shù)可以表示為：CkpVVpTkTpVkVpTkTpVNkTVNnkTp3關(guān)于溫度的意義，有以下幾種說法：關(guān)于溫度的意義，有以下幾種說法： 氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度；氣體的溫度是分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度；氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，氣體的溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義；具有統(tǒng)計(jì)意義；溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)猛烈程度的溫度的高低反映物質(zhì)內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)猛烈程度的不同；不同；從微觀上看，氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的從微觀上看，氣體的溫度表示每個(gè)氣體分子的冷熱程度；冷熱程度； 上述說法中正確的選項(xiàng)是：上述

3、說法中正確的選項(xiàng)是：( )A A (1) (1) 、2 2、4 4. .B B (1) (1) 、2 2、3 3. .C C (2) (2) 、3 3、4 4. . D D (1) (1) 、3 3、4 4. .BkTvm23212( C ) 212121212121dddddd ddvvvvvvvvvvvvvvfvvvfvvNfvvvNfvvNfNNNv5兩容積不等的容器內(nèi)分別盛有可視為理兩容積不等的容器內(nèi)分別盛有可視為理 想氣體的氦氣和氮?dú)?，假設(shè)它們的溫度想氣體的氦氣和氮?dú)猓僭O(shè)它們的溫度 和壓強(qiáng)一樣，那么兩氣體和壓強(qiáng)一樣，那么兩氣體 ：( )(A) 單位體積內(nèi)的分子數(shù)必一樣；單位體積內(nèi)的

4、分子數(shù)必一樣；(B) 單位體積內(nèi)的質(zhì)量必一樣；單位體積內(nèi)的質(zhì)量必一樣；(C) 單位體積內(nèi)分子的平均動(dòng)能必一樣；單位體積內(nèi)分子的平均動(dòng)能必一樣；(D) 單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能必一樣。單位體積內(nèi)氣體的內(nèi)能必一樣。 AnkTp 6、質(zhì)量一定的某種理想氣體，其形狀參量為壓強(qiáng)、質(zhì)量一定的某種理想氣體，其形狀參量為壓強(qiáng)、體積和溫度，假設(shè)體積和溫度，假設(shè)(A) 其中某一個(gè)形狀量發(fā)生變化，其內(nèi)能一定變化；其中某一個(gè)形狀量發(fā)生變化，其內(nèi)能一定變化；(B) 其中某兩個(gè)形狀量發(fā)生變化，其內(nèi)能一定變化；其中某兩個(gè)形狀量發(fā)生變化，其內(nèi)能一定變化；(C) 這三個(gè)形狀量都發(fā)生變化，其內(nèi)能才干變化；這三個(gè)形狀量都發(fā)生變化，其內(nèi)

5、能才干變化；(D) 只需溫度發(fā)生變化，其內(nèi)能一定發(fā)生變化。只需溫度發(fā)生變化，其內(nèi)能一定發(fā)生變化。( )D7在規(guī)范形狀下，體積比為在規(guī)范形狀下，體積比為1:2的氧氣和氦的氧氣和氦 氣均視為理想氣體相混合，混合氣氣均視為理想氣體相混合，混合氣 體中氧氣和氦氣的內(nèi)能之比為：體中氧氣和氦氣的內(nèi)能之比為： (A) 1 : 2 (B) 5 : 3 (C) 5 : 6 (D) 10 : 3 ( )CpVVpEpVpViERTiMmE32232522218. 體積恒定時(shí)，一定量理想氣體的溫度升體積恒定時(shí)，一定量理想氣體的溫度升 高，高， 其分子的：其分子的： (A) 平均碰撞次數(shù)將增大平均碰撞次數(shù)將增大 (B

6、) 平均碰撞次數(shù)將減小平均碰撞次數(shù)將減小(C) 平均自在程將增大平均自在程將增大 (D) 平均自在程將減小平均自在程將減小 ( )AMRTvvndz822ndz221v二、填充題二、填充題 1 設(shè)氫氣在設(shè)氫氣在 27C時(shí)，每立方厘米內(nèi)的分時(shí)，每立方厘米內(nèi)的分 子數(shù)為子數(shù)為 個(gè)，那么氫氣分子的平均平個(gè)，那么氫氣分子的平均平 動(dòng)動(dòng)能為動(dòng)動(dòng)能為 ；作用在容器壁上；作用在容器壁上 的壓強(qiáng)為的壓強(qiáng)為 。 12104 . 2J1021. 621Pa10936. 93nkTpkT232 2下面給出理想氣體形狀方程的幾種微分下面給出理想氣體形狀方程的幾種微分 方式，指出它們各表示什么過程。方式，指出它們各表示

7、什么過程。 1 表示表示 過程；過程；2 表示表示 過程；過程；3 表示表示 過程。過程。 等壓等壓等體等體等溫等溫TRMmVpd)/(dTRMmpVd)/(d0ddpVVpTRMmpVVpRTMmpVddd3 3 容積為容積為1010升的容器中儲(chǔ)有升的容器中儲(chǔ)有1010克的氧氣。克的氧氣。 假設(shè)氣體分子的方均根速假設(shè)氣體分子的方均根速率率 , , 那么此氣體的溫度那么此氣體的溫度 K K ；壓強(qiáng)；壓強(qiáng) Pa Pa。 46212sm600vTpM3RT2vMVmRTp 5102 . 14 4現(xiàn)有兩條氣體分子速率分布曲線現(xiàn)有兩條氣體分子速率分布曲線1 1和和2 2，如下圖。假設(shè)兩條曲線分別表示同

8、一種氣，如下圖。假設(shè)兩條曲線分別表示同一種氣體處于不同溫度下的速率分布，那么曲線體處于不同溫度下的速率分布，那么曲線 表表示氣體的溫度較高示氣體的溫度較高; ;假設(shè)兩條曲線分別表示同一種假設(shè)兩條曲線分別表示同一種溫溫度下氫氣和氧氣的速率分布，那么曲線度下氫氣和氧氣的速率分布，那么曲線 表表示示氧氣的速率分布。氧氣的速率分布。21M2RTpv12v0f (v)5 5在室溫在室溫2727C C下，下，1mol 1mol 氫氣和氫氣和1mol 1mol 氧氣氧氣的的 內(nèi)能比為內(nèi)能比為 ；1g1g氫氣和氫氣和1g1g氧氣的氧氣的 內(nèi)能比為內(nèi)能比為 。 1 116 1232 252522HOVVMMRT

9、MmTnCERTTnCE6理想氣體的內(nèi)能是理想氣體的內(nèi)能是 的單值函數(shù)。的單值函數(shù)。 表示表示 ； 表示表示 ； 表示表示 。 2ikT2iRT2m iRTM溫度溫度分子的平均動(dòng)能分子的平均動(dòng)能1mol理想氣體分子的內(nèi)能理想氣體分子的內(nèi)能m Kg理想氣體分子的內(nèi)能理想氣體分子的內(nèi)能7 7 氮?dú)庠谝?guī)范形狀下的分子平均碰撞次數(shù)氮?dú)庠谝?guī)范形狀下的分子平均碰撞次數(shù) 為為 ，分子平均自在程為，分子平均自在程為 ， 假設(shè)溫度不變，氣壓降為假設(shè)溫度不變，氣壓降為0.1atm0.1atm，那么分子平，那么分子平均均 碰撞次數(shù)變?yōu)榕鲎泊螖?shù)變?yōu)?；分子平均自；分子平均自 由程變?yōu)橛沙套優(yōu)?。 311.3 10 s

10、 66 10 cm 12s 103 . 1cm 106-5212122 22ppzzkTpvdvndz12212 2pppdkT8 81mol1mol氫氣在氫氣在 時(shí)體積為時(shí)體積為 ，當(dāng)溫度升高，當(dāng)溫度升高到到 時(shí)，它的體積增大到時(shí)，它的體積增大到 。那么氫氣。那么氫氣在在此過程中的熵為此過程中的熵為 。 C0L4 .22C273L8 .444 .142ln25ln25dd12V121RTTRTTnCTQSTT1KJ 20.2等體升溫：等體升溫：8 . 52lnlnd21222RTVVnRTTQS等溫膨脹：等溫膨脹：三、計(jì)算題三、計(jì)算題 1兩個(gè)完全一樣的容器分別盛有氫氣和氦兩個(gè)完全一樣的容器分

11、別盛有氫氣和氦氣。假設(shè)兩種氣體的壓強(qiáng)、溫度相等，求它氣。假設(shè)兩種氣體的壓強(qiáng)、溫度相等，求它們的質(zhì)量比和內(nèi)能比。們的質(zhì)量比和內(nèi)能比。解：解：RTMmpV HeHeHH22MmMm兩種氣體兩種氣體p、V、T都相等都相等即即2110410233HeHHeH22MMmm所以質(zhì)量比所以質(zhì)量比352325HeHeHHHeH222RTMmRTMmEE內(nèi)能比為內(nèi)能比為 2一容器內(nèi)儲(chǔ)有氧氣，當(dāng)溫度一容器內(nèi)儲(chǔ)有氧氣，當(dāng)溫度27C時(shí)測(cè)得其壓時(shí)測(cè)得其壓強(qiáng)強(qiáng) ，試求：，試求：1mm-31中有多少氧氣分子？中有多少氧氣分子？ 2分子平均平動(dòng)動(dòng)能；分子平均平動(dòng)動(dòng)能；3分子平均速率；分子平均速率； 4分子間平均間隔；分子間平

12、均間隔；5分子平均碰撞頻率；分子平均碰撞頻率； 6分子平均自在程。分子平均自在程。知氧氣的摩爾質(zhì)量知氧氣的摩爾質(zhì)量 ，氧分子的質(zhì)，氧分子的質(zhì)量量 ，并設(shè)氧分子的有效直，并設(shè)氧分子的有效直徑徑 。 Pa1000. 15p13molkg1032Mkgm26103 . 5m1056. 310d解：解：1 316325235mm1042. 2m1042. 23001038. 1101kTpn1633161042. 2mm1mm1042. 2VnN1中有多少氧氣分子？中有多少氧氣分子？ 2分子平均平動(dòng)動(dòng)能；分子平均平動(dòng)動(dòng)能；3分子平均速率；分子平均速率； 4分子間平均間隔；分子間平均間隔；5分子平均碰撞

13、頻率；分子平均碰撞頻率； 6分子平均自在程。分子平均自在程。解：解：2分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為 J1021. 63001038. 123232121232kTmv13sm59.446103230031. 860. 160. 1MRTv3m1046. 31042. 21193253nl4平均每個(gè)分子占據(jù)的空間為平均每個(gè)分子占據(jù)的空間為1/n， 設(shè)此空間為正方體。設(shè)此空間為正方體。 1中有多少氧氣分子？中有多少氧氣分子？ 2分子平均平動(dòng)動(dòng)能；分子平均平動(dòng)動(dòng)能；3分子平均速率；分子平均速率； 4分子間平均間隔；分子間平均間隔；5分子平均碰撞頻率；分子平均碰撞頻率； 6分子平均自在程。

14、分子平均自在程。解：解：5分子平均碰撞頻率為分子平均碰撞頻率為 6分子平均自在程分子平均自在程 19252102s1007. 659.4461042. 21056. 314. 322vndzm1036. 71042. 21056. 314. 322812521012nd解：解：1 3體積為體積為 的雙原子理想氣體分子，其內(nèi)能的雙原子理想氣體分子，其內(nèi)能為為 。1試求氣體的壓強(qiáng)；試求氣體的壓強(qiáng)； 2假設(shè)分子總數(shù)為假設(shè)分子總數(shù)為 個(gè)，求分子的平均平動(dòng)個(gè)，求分子的平均平動(dòng)動(dòng)動(dòng)能和氣體的溫度。能和氣體的溫度。 ；33m100 . 2J1075. 6222104 . 5RTMmE25Pa1035. 11

15、00 . 21075. 652521532VERTVMmp3體積為體積為 的雙原子理想氣體分子，其內(nèi)能的雙原子理想氣體分子，其內(nèi)能為為 。1試求氣體的壓強(qiáng)；試求氣體的壓強(qiáng)； 2假設(shè)分子總數(shù)為假設(shè)分子總數(shù)為 個(gè)，求分子的平均平動(dòng)個(gè)，求分子的平均平動(dòng)動(dòng)動(dòng)能和氣體的溫度。能和氣體的溫度。 ；解：解：2 33m100 . 2J1075. 6222104 . 5VEkTVNnkTp52K3621038. 1104 . 551075. 625223222NkETJ105 . 723621038.Tmv解：解：4有有N個(gè)氣體分子，其速率分布如下圖。當(dāng)個(gè)氣體分子，其速率分布如下圖。當(dāng) 時(shí)，時(shí)，粒子的數(shù)目為零。粒子的數(shù)目為零。1求常數(shù)求常數(shù)a；2求速率在求速率在 之間的分子數(shù)；之間的分子數(shù)； 3求分子的平均速率。求分子的平均速率。02vv 05 . 1 v00 . 2 v O0v02vNafvv)2(0)2()0()(00000vvvvvvvvvvNaNaf11dd1d)(0000002vvvvNavvNvavvf032vNa 解：解：4有有N個(gè)氣體分子，其速率分布