气体动理论分析

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1、气体动理论作业本章要点：(1)分子运动论要点；(2)由分子运动论导出宏观热力学量(p,V,E)等与大量分子运动学量(速度、分子数密度)之间的关系；分子自由度与能量均分原理；A)压强与分子平均平动动能的关系p丹瓦B)温度与平均平动动能的关系kT=hk3C)多原子分子其自由度为i,分子总数为N,则其内能为E=N-kT2⑶Maxwell分布与Boltzmann分布；统计物理中三种速率;3/2、3/2f(u)=4/r分子速率Maxwell分布分子运动三速率：最概然速率、方均根速率、速率平均值(4)气体输运现象：粘滞现象、热传导现象

2、、扩散现象。班级:姓名:学号H期:年月日成绩:一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器屮，温度为r,气体分子的质量为m.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(C)v；=3kT/m.(D)v}=kT/m・[D][KP]根据温度与分子运动速度之间的关系:由能均分原理得：瓦=打插丄加乔k22%又由理想气体方—3kT均根速率公式=m2.温度、压强相同的氨气和氧气，它们分子的平均动能臣和平均平动动能丙冇如卜关系：(A)g和莎都相等.(B)g相等，而莎不相等.(C)莎相等，而g不相等.(D)M和莎都不相

3、等.[C][KP]就单原子分子和双原子分子而言，它们平均平动动能相等；双原子分子的平均动能还包括两个自由度的转动动能。3.卜•列各式中哪一式表示气体分了的平均平动动能？(式中M为气体的质量，加为气体分子质量，N为气体分子总数目，刃为气体分子数密度，M为阿伏加得罗常量)(A)j・2M(B)3M2MmoI(O尹V.(D)寸心护•[A]【KP】由f=lkT及py=—kT可以得出结论。九2m4.在标准状态下体积比为1：2的氧气和氮气(均视为刚性分子理想气体)相混合,混合气体屮氧气和氨气的内能Z比为(A)1:2.(B)5:6.(0)5

4、:3・(D)10:3.[B][KP]由Vo:VHe=:2可知其分子数之比为1:2e(02)=Ed戶體鹉心认M(He)22EQ)_E(He)'n-RTQ2“=；=5:6nHe—RT25.已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？(A)氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氮气的压强.(B)氧分了的质量比氢分了大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度.(C)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的速率大.(A)氧分了的质量比氢分了大，所以氢分了的方均根速率一定比氧分了的方均根速率大.[D][KP]理想

5、气体宏观量和微观量之间的关系；宏观量温度与微观量分子运动速度率有关联。公式：—护06.关于温度的意义，有下列几种说法：(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度.(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义.(3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同.(4)从微观上看，气体的温度表示每个气体分了的冷热程度.这些说法中正确的是(A)(1)、⑵、(4).(B)(1)、⑵、(3).(C)(2)、⑶、(4).(D)(1)、(3)、(4).[B][KP]前三个说法的合理性，大家体会；第四个说法不正确，对应着分子动

6、理论中什么观点？分子运动论是一种统计意义下的平均理论。7.一瓶氨气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，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，但氨气的压强大于氮气的压强.(D)温度相同，但氮气的压强小于氮气的压强.[C][KP]分子平均动能相同9温度相同；密度相同9分子数密度不同(He分子数密度大于N分子数密度)9He的压强大于N的压强。&假定氧气的热力学温度提高一倍，氧分了全部离解为氧原了，则这些氧原了的平均速率是原来氧分子平均速率的(A)4倍.(B)2倍.(

7、C)迈倍.(D)寺倍.IKP]后一状态的温度是前一状态的2倍；氧分子离解后“分子”质量减少为前一状态的1/2倍。因此，方均根速率提高到前一状态的2倍。下列各图所示的速率分布曲线，哪一图屮的两条曲线能是同一温度下氮气和氨气的分了速率分布曲线？[B][KP]A图错误原因：分子质量不同，其最大概率值一定不同；D图错误原因是，分子质量不同，其最可几概率一定不同；C图从表面看没问题，大家再看高峰靠右边的那条曲线与水平轴之间的面积要比前面那一条大，大家注意：Maxwell分布是归一化的。10.在恒定不变的压强下，气体分子的平均碰撞频率Z

8、与气体的热力学温度卩的关系为(A)Z与T无关.(B)Z与Vf成正比.(C)Z与VF成反比.(D)Z与卩成正比.[C][KP]二、填空题11.分了热运动口由度为d的一定量刚性分了理想气体，当其体积为队压强为”时，其内能E=.[KP]由能均分原理得知：理想气体平均内能是(i/2)*kT；因此总