气体分子运动论(一)
一. 选择题
1.在容积V=4×10-3m3的容器中,装有压强p=5×102Pa的理想气体,则容器中气体分子的平动动能总和为
(A) 2 J. (B) 3 J.
(C) 5 J. (D)9 J.
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2. 温度、压强相同的氦气和氧气,它们分子的平均动能和平均平动动能w有如下关系: (A) 和w都相等. (B) 相等,而w不相等.
(C) w相等,而不相等. (D) 和w都不相等.
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3.1 mol刚性双原子分子理想气体,当温度为T时,其内能为(式中R为普适气体常量,k为玻尔兹曼常量)
3 (A) RT. (B)
2(C)
5RT. (D)23kT. 25kT. 2[ ]
4.在标准状态下,体积比为1:2的氧气和氢气(均视为刚性分子理想气体)相混合.混合气体中氧气和氢气的内能之比为
(A) 1:2. (B)(C) 5:6. (D)
5.两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(EK /V),单位体积内的气体质量m,分别有如下关系:
(A) n不同,(EK /V)不同,m 不同. (B) n不同,(EK /V)不同,m 相同. (C) n相同,(EK /V)相同,m 不同.
5:3.
10:3.
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(D) n相同,(EK /V)相同,m 相同.
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二. 填空题
1.某容器内分子数密度为10 26 m-3,每个分子的质量为 3×10-27 kg,设其中 1/6分子数以速率v = 200 m / s 垂直地向容器的一壁运动,而其余 5/6分子或者离开此壁、或者平行此壁方向运动,且分子与容器壁的碰撞为完全弹性的.则
(1) 每个分子作用于器壁的冲量ΔP=_______________; (2) 每秒碰在器壁单位面积上的分子数n0=________________; (3) 作用在器壁上的压强p=___________________.
2.三个容器内分别贮有1 mol氦(He)、1 mol氢(H2)和1 mol氨(NH3)(均视为刚性分子的理想气体).若它们的温度都升高1 K,则三种气体的内能的增加值分别为:(普适气体常量R = 8.31 J·mol-1·K-1)
氦:△E=___________________; 氢:△E=___________________; 氨:△E=____________________.
3.1 mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中,温度为27℃,这瓶氧气的内能为________________J;分子的平均平动动能为____________ J;分子的平均总动能为_____________________ J.(摩尔气体常量 R = 8.31 J·mol-1·K-1,玻尔兹曼常量 k = 1.38×10-23 J·K-1)
4.已知大气压强随高度h变化的规律为
Mghpp0expmol
RT拉萨海拔约为 3600 m,设大气温度t=27℃,而且处处相同,则拉萨的气压p=________________. (空气的摩尔质量Mmol= 29×10-3 kg/mol, 普适气体常量R = 8.31 J·mol-1·K-1, 海平面处的压强p=1 atm,符号exp(a) ,即ea )
5.在平衡状态下,已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v)、分子质量为m、最概然速率为vp,试说明下列各式的物理意义:
(1) fvdv表示_____________________________________________;
vp(2)
01mv2fvdv表示__________________________________________. 2三. 计算题
1.为20.0 L(升)的瓶子以速率v=200 m·s-1匀速运动,瓶子中充有质量为100g的氦气.设瓶子突然停止,且气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能,瓶子与外界没有热量交换,求热平衡后氦气的温度、压强、内能及氦气分子的平均动能各增加多少?(摩尔气体常量R = 8.31 J·mol-1·K-1,玻尔兹曼常量k=1.38×10-23 J·K-1)
2.有 2×10-3 m3刚性双原子分子理想气体,其内能为6.75×102 J.
(1) 试求气体的压强; (玻尔兹曼常量k=1.38×10-23 J·K-1)
(1) 氧气分子的平均平动动能和方均根速率. (2) 氧气的温度. (阿伏伽德罗常量NA=6.022×1023 mol-1,玻尔兹曼常量k=1.38×10-23 J·K-1)
4.在一个具有活塞的容器中盛有一定的气体。如果压缩气体并对它加热,使它的温度从27℃升到177℃,体积减少一半,
(1) 求气体压强变化多少? (2) 这时气体分子的平均平动动能变化多少?
5.一容器内蓄有氧气,其压强为P =1.013×10Pa,温度为27℃,求: (1) 单位体积内的分子数; (2) 氧气的密度; (3) 氧气分子的质量; (4) 分子的平均平动动能; (5) 分子的平均总动能。
5
(2) 设分子总数为 5.4×1022个,求分子的平均平动动能及气体的温度.
3.一瓶氢气和一瓶氧气温度相同.若氢气分子的平均平动动能为 w= 6.21×10-21 J.试求: