大学物理学习指导（第6章 第7章习题答案）.pdf

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1、一2山系理工大学备课紙年月日'：^。^1^乜《《一拳'第页山;^、理工大学备课紙年月曰茶^羊華《艰?5一、基本要求「671.了解麦克斯韦分子速率分布律和速率分布曲线的物理意义。了解气体分子《热运动的最概然速率、平均速率、方均根速率的求法和意义。11^^2，能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系，，观性质—I微观运动的统计土瘦，—缝子—的^^1^^：^^^^^^^^^^^^^^^^二、基本概念和主要内容^1.理想气体分子模型和统计假设(！)平衡态：在不受外界影响的条件下，系统宏观性质不随时间变化的状态。(^)理想气体分子模型：自由弹性质点(或小球)。(^)统计假设:气体处于平

2、衡态时，如果不受外场作用，分子按位置的分布均匀"：^：^)，分子速度按方向的分布均匀^^^^^！^)^2^麦克斯韦速率分布律(工）速率分布函数/(^)表示分布在速率V附近的单位速率区间的分子数占总分子数(^)理想气体分子的三种速率〈I〉最概然速率由^^^0，求得，物理意义是:在一定温度下分布在最概然速率附近单位速率区间内的相对《"？分子数最多。或者说，分子分布在附近的概率最大。〔II〉平均速率由；^厂"/("；)^！"求得~：；8^7：产丁〔III〉方均根速率^2：―！31^丁171V1^第页山系理工大学备课纸年月日3，理想气体的压强、温度(工）压强7式中^^^～7，是分子的平均平动动能

3、^(^)温度―3(一1^~~2^^温度是分子平均平动动能的量度。(^)理想、气体状态方程的两种形式》二I丁^二"耵4^理想气体内能能量均分定理平衡状态下分子每--个自由度的平均，能为^丁。(^)理想气体的内能5=^4尺丁理想气体的内能是温度的单值函数，单原子分子I^3，双原子刚性分子I^5，多原子刚性分子！'：6。^^^^^^^^^―三、思考题1^(^^^^^^^何谓逢想气体？从微观结构来看,它与实际气体有何区别？答所谓理想气体就是指比较稀薄的气体，即平均间距很大的分子集合。具^体地讲，理想气体(门分子本身线度与分子之间的平均距离相比可以忽略不计，分子看作质点；(^)除碰撞的瞬间外，分子与

4、分子、分子与器壁间无相互作用力；(^)分子之间，分子与器壁之间^碰撞是完全弹胜1⋯――最概然速率的物理意义如何？它是否是速2分布中^最大速率的值？最概然速率力,的物理意义是在一定温度下,]^速率一近单位速^！^^)"^内的气体分子数占总分子数的百分比最大。它并非;^大速率值。已知"；)是速率分布函数,试说明以下各式的物理意义：「1》(！)/^^)^!^^，为分子速率分布在"~。十0区间内的分子数占总第^山^理工大学备课紙年月日分子数的百分比：(^)]。2^/(0)30^"-^~^^为速率在巧到巧区间内的分子对平均速率值的贡献。、1"、&V^^为分子速率在0～区间内的分子数占总分子数的百一个

5、分子的平均平动动能^^！"/^了如何理解?对于某一个分子，能否『1》^据此式计箅它的动能？^^[！！答^^！"/^丁为大量分子的^动动能的统计平均值，对于一个给定的"^"^它的一平^52？^0与之间的任何一个值。无法直接用：：！"丁计算它的^动能。定质量的气体，当温度保持恒定时，压强随体积的减小而增大；当体'积保持不变时，其压强随温度的升高而增大，试用气体分子运动论的压强公式说明这两种过程有何区别？答用/)^丁解释，当了不变时，体积减小则"增大，因而压强增大。当体积不变时，"为常数，温度升高]^！11也增大。2—用々^了"^解释，当丁不变时，：：^丁，则"^也不变，7减小则"增大，^I、

6、导致々增大;当V不变时,"为常数，丁增大，^增大,导致增大。^^5^1^^^：3^试指出下列各式所表示的物理意义：『1,(1)1化②斗"了；（？）如仏④臺仏1答（^)^々丁为分子一个自由度上的平均能量；(^)丁为自由度为2的111101理想气体的内能；(^)4丁为1^11101自由度为！'的理想气体的内能；(^)^丁为分子的平均平动动能或者是单原子分子的平均动能^两瓶不同种类的气体，它们的温度、压强相同,但体积不同，试问（工）单位体积内的分子数是否相同？(！)单位体积内的气体质量是否相同？(^)单位体积内的气体分子总平动动能是否相同？(^)单位体积内的内能是否相同？答（^)根据^"&丁，丁

7、和相同,则"相同；(^)"相同，但是两种不同气体，每个分子质量不同，所以单位体积内气体质量不同；(？)"相同，根据^^^丁，I相同,则^相同，所以单位体积内气体分子总山]^、理工大学备课紙年月日平动动能相同；(^)因为每种气体自由度未知，所以无法判断能是&^――^

8、

9、

10、^8

11、！~一「1^四、习题(^^-^-1求速率在区间IV-1.01内的气体分子数占总分子数的百分比：卩7《力解[/(̶^"^"～-一"1211丁，令工二一