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1、新教材下册习题解答(教师用)第12章12.1一个封闭的立方体形的容器,内部空间被一导热的、不漏气的、可移动的隔板分为两部分,开始其内为真空,隔板位于容器的正中间(即隔板两侧的长度都为l0),如图12-30所示.当两侧各充以p1,T1与p2,T2的相同气体后,问平衡时隔板将位于什么位置上(即隔板两侧的长度之比是多少)?图12-30习题12.1图解:活塞两侧气体的始末状态满足各自的理想气体状态方程左侧:得,右侧:得,即隔板两侧的长度之比12.2已知容器内有某种理想气体,其温度和压强分别为T=273K,p=1.0×10-2atm,密度.求该
2、气体的摩尔质量.解:(1)(2)(3)由以上三式联立得:12.3可用下述方法测定气体的摩尔质量:容积为V的容器内装满被试验的气体,测出其压力为p1,温度为T,并测出容器连同气体的质量为M1,然后除去一部分气体,使其压力降为p2,温度不变,容器连同气体的质量为M2,试求该气体的摩尔质量.解：(1)(2)67（1）、（2）式联立得：12.4在实验室中能够获得的最佳真空相当于大约10-14atm(即约为10-10mmHg的压强),试问在室温(300K)下在这样的“真空”中每立方厘米内有多少个分子？解：由得，12.5已知一气球的容积V=8.7
3、m3,充以温度t1=150C的氢气,当温度升高到370C时,维持其气压p及体积不变,气球中部分氢气逸出,而使其重量减轻了0.052kg,由这些数据求氢气在00C,压力p下的密度.解：由（1）（2）（3）（4）由以上四式联立得：12.6真空容器中有一氢分子束射向面积67的平板,与平板做弹性碰撞.设分子束中分子的速度,方向与平板成60º夹角,每秒内有个氢分子射向平板.求氢分子束作用于平板的压强.[2.9×103Pa]解：12.7下列系统各有多少个自由度:⑴在一平面上滑动的粒子；⑵可以在一平面上滑动并可围绕垂直于该平面的轴转动的硬币；⑶一弯
4、成三角形的金属棒在空间自由运动.解：（1）2（2）3（3）612.8容器内贮有氧气,其压强,温度t=270C,求:(1)单位体积内的分子数;(2)分子的质量m;(3)氧气的密度;(4)分子的方均根速率;(5)分子的平均平动能；(6)在此温度下,4g氧的内能.解：(1)由得,(2)(3)(4)(5)(6)12.9１mol氢气,在温度270C时,求⑴具有若干平动动能；⑵具有若干转动动能；⑶温度每升高10C时增加的总动能是多少？解:(1)(2)(3)6712.10试求1mol氢气分别在0℃和500℃时的内能.解：12.11(1)求在相同的T
5、、p条件下,各为单位质量的H2气与He气的内能之比.(2)求在相同的T、p条件下,单位体积的H2气与He气的内能之比.解：（1）（2）由,相同的、条件，可知：12.12设山顶与地面的温度均为273K,空气的摩尔质量为0.0289kg·mol-1.测得山顶的压强是地面压强的3/4,求山顶相对地面的高度为多少?解：依题意有，由气压公式有：12.13求速率大小在与1.01之间的气体分子数占总分子数的百分率.解：速率间隔在,即在间隔的分子数占总分子数的百分数为12.14求00C4．求温度为127的氢气分子和氧气分子的平均速率、方均根速率和最概
6、然速率.解:氢气分子相对应的各种速率为67由于三种速率均与分子的摩尔质量平方根成反比所以氧气分子的三种速率为氢气分子相应速率的四分之一12.15如图12-31所示.两条曲线分别表示氧气和氢气在同样温度下的速率分布曲线.试问哪条曲线对应氧(氢)气的分布曲线?氧气和氢气的最概然速率各是多少?方均根速率各是多少?图12-31习题12.14图解:由可知,温度相同时,与成反比又由图可知,因此可得,所以,(1)为氧气的速率分布曲线(2)为氢气的速率分布曲线由得,6712.16设质量为m的N个分子的速率分布曲线如图12-32所示.（1）由N和求a值
7、.（2）在速率到3/2间隔内的分子数；（3）分子的平均平动能.图12-32习题12.15图解：（1）在在在，分子总数为（2）(3)12.17设N个粒子系统的速度分布函数为⑴画出分布函数图；⑵用N和v0定出常数K；⑶用v0表示出平均速率和方均根速率.解：（1）67（2）（3）12.18试从麦克斯韦速率分布律出发推写出如下分布律:(a)以最概然速率作为分子速率单位的分子速率的分布律；(b)分子动能的分布律.并求出最概然动能,它是否就等于？解：麦克斯韦速率分布律（a）(b)得，12.19设容器内盛两种不同单原子气体,原子质量分别为m1和m2
8、的此混合气体处于平衡状态时内能相等,均为U,求这两种气体平均速率和的比值以及混合气体的压力.设容器体积为V.解：得，67则得，12.20求在标准状态下一秒内分子的平均自由程和平均碰撞次数.已知氢分子的有效直径为2.0×1
