发布时间 : 星期二 文章大学物理学第版 修订版北京邮电大学出版社上册第七章习题答案更新完毕开始阅读9afd1859dc88d0d233d4b14e852458fb770b38b2
平均碰撞频率Z 。（减少、增大、不变）
1可知， ?不变
2?d2n[答案：体积不变，n不变，由??体积不变，n不变，但T升高，?增大，由Z?2?d2?n可知，Z增大．]
7.3 气体在平衡态时有何特征?气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同?
答：平衡态是指热力学系不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间变化状态。
平衡态是动态平衡，当系统处于平衡态时，组成系统的大量粒子仍在不停地、无规则地运动着，大量粒子运动的平均效果不变。而个别粒子所受合外力可以不为零．而力学平衡态时，物体保持静止或匀速直线运动，所受合外力为零． 7.4 气体动理论的研究对象是什么?理想气体的宏观模型和微观模型各如何?
答：气体动理论的研究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出发，运用力学规律，通过统计平均的办法，求出热运动的宏观结果，再由实验确认的方法．
从宏观看，在温度不太低，压强不大时，实际气体都可近似地当作理想气体来处理，压强越低，温度越高，这种近似的准确度越高．理想气体的微观模型是把分子看成弹性的自由运动的质点．
7.5 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征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，如实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． 7.6 计算下列一组粒子平均速率和方均根速率?
Ni 21 4 6 8 2 ?i(m·s-1) 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 解：平均速率
???Ni?ii?N?21?10?4?20?6?30?8?40?2?50=21.7m/s
21?4?6?8?2方均根速率
??2?N??Ni2ii21?102?4?202?6?103?8?402?2?502=25.6 m/s ?21?4?6?8?27.7 速率分布函数f(?)的物理意义是什么?试说明下列各量的物理意义(n为分子数密度，N为系统总分子数)．
（1） f(?)d? （2）nf(?)d? （3）Nf(?)d?
（4）?0f(?)d? （5）?0f(?)d? （6）?Nf(?)d?
?1???2答：f(?)?1dN：表示一定质量的气体，在温度为T的平衡态时，分布在速率?附Nd?近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比. (1)f(?)d??比.
(2) Nf(?)d? =
f(?)Nd?dN表示分布在速率?附近、速率区间d?内的分子数密度． ?VVdN表示分布在速率?附近，速率区间d?内的分子数占总分子数的百分N(3) Nf(?)d??dN表示分布在速率?附近、速率区间d?内的分子数． (4)
? ??0f(?)d??1N??0dN表示分布在?1~?2区间内的分子数占总分子数的百分比．
(5)(6)
?0f(?)d??1表示分布在0~?的速率区间内所有分子，其与总分子数的比值是1.
?2
???21Nf(?)d???dN表示分布在?1~?2区间内的分子数.
?17.8 最概然速率的物理意义是什么?方均根速率、最概然速率和平均速率，它们各有何用处?
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率．物理意义是：对所有的相等速率区间而言（或在单位速率区间内），在含有?p的那个速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大．
分布函数的特征用最概然速率?p表示；讨论分子的平均平动动能用方均根速率，讨论平均自由程用平均速率．
7.9 容器中盛有温度为T的理想气体，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.在平衡态，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.
7.10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，所以氢分子的速率一定比氧分子大，对吗?
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．
7.11如果盛有气体的容器相对某坐标系运动，容器内的分子速度相对这坐标系也增大了，温度也因此而升高吗?
答：宏观量温度是一个统计概念，是大量分子无规则热运动的集体表现，是分子平均平动动能的量度，分子热运动是相对质心参照系的，平动动能是系统的内动能．温度与系统的整体运动无关．只有当系统的整体运动的动能转变成无规则热运动时，系统温度才会变化．
7.12 题7.12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7.12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?