华理大物答案第6章(2015)

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1、大学物理上习题册参考解答第六章气体动理论1.水银气压计中混进了一个气泡，因此它的读数比实际气体小些，当精确的气压计的水银柱为0.768m时，它的水银柱只有0.748m高，此时管中水银面到管顶距离为0.08m，试问此气压计的水银柱为0.734m高时，实际的气压是多少？（把空气当作理想气体，并设温度不变）。解：设第一次测得的空气泡的压强和体积P1hd汞（0.7680.748)d汞0.02d汞V10.08s（s为截面积）第二次测得空气泡的压强和体积V2(0.7480.7340.08)s

2、0.094sP1V10.02d汞0.08sP20.017d汞V20.094s55实际压强P'0.734d0.017d0.7511.33100.99910(Pa)2汞汞2、可用下面方法测定气体的摩尔质量。先在容积为V的容器内装入被测量的气体，测出其压强为P1，温度为T，并称出容器连同气体的质量为m1。然后放掉一部分气体，这时压强降到P2，再称出容器连同气体的质量为m2，假定温度保持不变，试求该气体的摩尔质量。解：设容器的质量为mm1mP1V开始时R(1)MTm2mP2V放气

3、后R(2)MTRTm1m2解得MVP1P251大学物理上习题册参考解答26-3-273、某容器内分子数密度为10m，每个分子的质量为3×10kg，设其中1/6分子数以-1速率v=200ms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。问：（1）每个分子作用于器壁的冲量为多少？（2）每秒碰在器壁单位面积上的分子数n0为多少？（3）作用在器壁上的压强为多少？解：(1)2724IP2v23102001.210（

4、kgm/s）12611282(2)nvn2001010个ms0663128243(3)PnP101.210410Pa0334、有一容积为10cm的电子管，当温度为300k的时候，用真空泵把管内空气抽成压强-6为5×10mmHg的高真空，问此时管内有多少个空气分子？此空气分子的平均平动动能的总和是多少？平均转动动能的总和是多少？平动动能的总和是多少？（1mmHg=133.3Pa空气分子可认为是刚性双原子分子）PV解：由理想气体状态方程PVRT知空气的摩尔数RT

5、66PVPV510133.321010121）NNN1.6110个AA23RTkT1.381030031232382）NkT1.61101.38103001.0010Jk平总22122393）NkT1.61101.38103006.6710Jk转总84）1.6710Jk总k平总k转总125、一能量为10eV的宇宙射线粒子，射入一氖管中，氖管中含有氖气0.1mol。如果宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收而

6、变为热运动能量，问氖气温度升高多少度？mi解：等容吸热ERTM21219所以2E2101.6107T1.2810Km0.18.313RiM52大学物理上习题册参考解答06、质量为50.0g、温度为18c的氮气装在容积为10.0升的密闭绝热容器内，容器以v=200m/s的速率作匀速直线运动，若容器突然停止运动，其定向运动的动能全部转化为分子热运动的动能，那么，平衡后氮气的温度和压强将各增大多少？12mi解：气体直线运动的动能转化为气体的内能mvRT2M2232mv

7、2810200T27.0KiR58.313mR50108.31274PT410PaMV281031010367、将1kg氦气和m氢气混合，平衡后混合气体的内能是2.45×10J。氦分子平均动能-21是6×10J。求氢气质量m。321解：由题意可知kT610J2mHe3mH256NAkTNAkT2.4510MHe2M2H2其中3323MHe410kgMH2210kgNA6.0210个632.45104101.521

8、236.0241010m0.51kgH2553大学物理上习题册参考解答8、今有N个粒子，其速率分布函数为dNf(v)C(vv0,C为常数)0Ndvf(v)0(vv)0（1）画出该速度分布曲线；（2）由v0求常数C；（3）求粒子的平均速率。解：（1）v01（2）由归一化条件f(v)dv1得Cdv0dv1v00v00C1Cv0（3）vv0vf(v)dvv0Cvdvv00029、设容器体积为V0内盛有质量为m1和m