大学物理学第版 修订版北京邮电大学出版社上册第七章习题答案 联系客服

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习7.1选择题

题 7

(1) 容器中贮有一定量的理想气体,气体分子的质量为m,当温度为T时,根据理想气体的分子模型和统计假设,分子速度在x方向的分量平方的平均值是:

(A) ?x2?13kT3kT. (B) ?x2?. [ ]

3mm (C) ?x2?3kTkT . (D) ?x2? . mm222[答案:D。?2??x2??y??y??z2??2,?2???z2, ?x133kT。] m(2) 一瓶氦气和一瓶氮气的密度相同,分子平均平动动能相同,而且都处于平衡状态,则它们 [ ] (A) 温度相同、压强相同. (B) 温度、压强都不相同. (C) 温度相同,但氦气的压强大于氮气的压强. (D) 温度相同,但氦气的压强小于氮气的压强.

[答案:C。由w?kT,w氦?w氮,得T氦=T氮 ; 由??pMmol,?氦??氮,T氦=T氮 ,而Mmol氦?Mmol氮,故p氦?p氮。] RT32(3) 在标准状态下,氧气和氦气体积比为V1 /V2=1/2,都视为刚性分子理想气体,则其内能之比E1 / E2为: [ ] (A) 3 / 10. (B) 1 / 2. (C) 5 / 6. (D) 5 / 3.

MiEipViV5iRT?pV,得1?11?1?1?。]

Mmol2E2i2pV2i2V262[答案:C。由E?(4) 一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一直线,其延长线过E~V图的原点,题7.1图所示,则此直线表示的过程为: [ ] (A) 等温过程. (B) 等压过程. (C) 等体过程. (D) 绝热过程.

[答案:B。由图得E=kV, 而E?iipV,i不变,k?p为一常数。] 22(5) 在恒定不变的压强下,气体分子的平均碰撞频率Z与气体的热力学温度T的关系为 [ ]

(A) Z与T无关. (B).Z与T成正比 .

(C) Z与T成反比. (D) Z与T成正比.

[答案:C。Z?2?d2?n?2?d2?8RTp1。] ???MmolkTT7.2填空题

26

(1)某容器内分子数密度为10 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?=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.则每个分子作用于器壁的冲量?P=_______________; 每秒碰在器壁单位面积上的分子数n0=______________;作用在器壁上的压强p=_________________.

[答案:?P??[(?m?ix)?m?ix]?2m?ix=1.2×10-24 kg m / s

n0?n/6n/61128 -2-1

??n??= ×10 m.s ; ?t1/?63nx????S1?nx???1026?200

?S6NNn/61???n??(见教材图7.1 )

6l2l3?t6l2l3(l1/?)1/?6或n0? 或 n0? p?n0?P=4×103 Pa

或p?nm?2??1026?3?10?27?2002=4×103 Pa. ]

(2)有一瓶质量为M的氢气,温度为T,视为刚性分子理想气体,则氢分子的平均平动动能为____________,氢分子的平均动能为______________,该瓶氢气的内能为____________________.

[答案:w?kT, ??kT=k T, E?32i2521313Mi5MRT?RT]

Mmol22Mmol(3)容积为3.0×102m3的容器内贮有某种理想气体20 g,设气体的压强为0.5 atm.则气体分子的最概然速率 ,平均速率 和方均根速率 .

[答案:由理想气体状态方程

pVRT? MMmol可得 ?p?1.41RTpV2

?1.41?3.89×10 m/s MmolM ??1.60RTpV2

?1.60?4.41×10 m/s MmolM?2?1.73pVRT2

?4.77×10 m/s ] ?1.73MMmol(4)题7.2图所示的两条f(?)~?曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线.由此可得氢气分子的最概然速率为___________;氧气分子的最概然速率为___________.

[答案:由?p?1.41RT-1

,及Mmol氢?Mmol氧可知,?p氢=2000 m·s ; Mmol?p氧Mmol氢Mmol氢 又 ,得?p氧??p氢= 500 m·s-1 ] ??p氢Mmol氧Mmol氧 (5) 一定量的某种理想气体,当体积不变,温度升高时,则其平均自由程? ,