大学物理上下册上海交通大学物理教研室著上海交

《大学物理上下册上海交通大学物理教研室著上海交》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、习题9-1.在容积V=3L的容器中盛有理想气体，气体密度为r=1.3g/L。容器与大气相通排出一部分气体后，气压下降了0.78atm。若温度不变，求排出气体的质量。解：根据题意RTpVn=，可得：RTMmpV=，rpmVpRTM==1所以当温度不变时，气体的压强和密度成正比，初始密度为1.3g/L，后来的密度为：1122rrpp=则排除的气体的质量为：33.178.0)1()(111212´´=-=-=DPVppVmrrr大气压为1atm，容器与大气相通即2p=1atm，也就是1p=1+0.78=1.78atm0.781.331.71.78mgD=

2、´´=9-2.有一截面均匀的封闭圆筒，中间被一光滑的活塞分割成两边。如果其中的一边装有0.1kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒的正中央，则另一边装入的同一温度的氧气质量为多少？解：根据题意，温度相同的两个气体，活塞停留在圆筒的正中央，则两边的体积和压强相同，又：RTpVn=，所以两个气体摩尔数相同，可得：2211MmMm=，代入数据：3221.02m=，所以：2m=1.6kg9-3.如图所示，两容器的体积相同，装有相同质量的氮气和氧气。用一内壁光滑的水平细玻璃管相通，管的正中间有一小滴水银。要保持水银滴在管的正中间，并维持氧气温度比氮气温度高

3、30oC，则氮气的温度应是多少？解：根据题意，水银滴停留在管的正中央，则两边的体积和压强相同，又：RTpVn=，所以21221130MTMTMT+==，可得到：T1=210K。9-4.高压氧瓶：Pa103.17´=P，L30=V，每天用Pa100.151´=P，L4001=V，为保证瓶内Pa100.16´³¢P，能用几天？解：根据题意RTVpRTpV111nn==，，可得：9400100.1/30100.1-30103.1567=´´´´´´）（）（9-5.如图，长金属管下端封闭，上端开口，置于压强为0P的大气中。在封闭端加热达K10001=T，另

4、一端保持K2002=T，设温度沿管长均匀变化。现封闭开口端，并使管子冷却到K100，求管内压强。解：根据题意管子一端K10001=T，另一端保持K2002=T，所以函数kxT+=200其中lk800=。5ln800200800200ln200100000VpkSpdxkxSpdlTpSRll=+=+==òò）（n当封闭开口端，并使管子冷却到K100时，100pVR=n两式相等，所以5ln80pP=9-6.氢分子的质量为g103.324-´，如果每秒有2310个氢分子沿着与容器器壁的法线成o45角的方向以cm/s105的速率撞击在2cm0.2面积上(

5、碰撞是完全弹性的)，则器壁所承受的压强为多少？解：根据气体压强公式：232364421023.310102cos4522.33101210FnmvppaStS--´´´´´====´D´´o9-7.一容器内储有氧气，其压强p=1.0atm，温度T=300K，求容器内氧气的（1）分子数密度；（2）分子间的平均距离；（3）分子的平均平动动能；（4）分子的方均根速度。解：(1)由气体状态方程p=nkT得n=p/(kT)=(1×1.013×10５)/(1.38×10-23×300)=2.45×1025(2)分子间的平均距离可近似计算mne932531044

6、.31045.211-´=´==(3)分子的平均平动动能e=(3/2)kT=(3/2)×1.38×10-23×300=6.21×10-21J(4)方均根速度1248373.1-×=»smMRTvmol9-8.在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比2/1/21=VV，则其内能之比21/EE为多少？解：根据2/1/21=VV，可得：2/1/2211=TTnn，3521=ii那么内能之比为：6521352222211121=´==RTiRTiEEnn9-9.水蒸气分解为同温度的氢气和氧气，即H2O→H2→+0.5O2，内能增加

7、了多少？解：水蒸气分解后，一份的三原子的内能变成了1.5份的双原子的内能，所以内能的变化为：%2565.12626255.02501==-´+=RTRTRTRTEE9-10.体积为20L的钢瓶中盛有氧气（视为刚性双原子气体），使用一段时间后，测得瓶中气体的压强为2atm，此时氧气的内能为多少？解：由理想气体状态方程：RTpVn=，以及双原子气体内能公式：RTE25n=可得到：53455521.01310201010222ERTpVJn-===´´´´´=9-11.已知某种理想气体，其分子方均根率为400m/s，当起压强为1atm时，求气体的密度。解

8、：由气体方程：rmrmmrPRTRTPVMRTMPVVM=Þ==Þ==，可得到：rmPRTmkTv3332===所以：32