大学物理复习题(气体动力论).doc

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1、第十章一、填空题1.有两种不同的理想气体，同压、同温而体积不等，则分子数密度相同；气体质量密度不相同；单位体积内气体分子总平动动能相同；单位体积内气体分子的总动能不一定．（相同、不同或不一定）2.质量相等的氯与氖放在两个容积相等的容器里，它们的温度相同，用脚码1代表氯，用脚码2代表氖，则质量密度之比r1:r2=___1:1__；分子数密度之比n1:n2=__20:71___；压强之比P1:P2=___20:71__；分子平均动能之比ek1:ek2=_5:3___；总内能之比E1:E2=__100:213__；最可几速率之比vp1:vp2=_

2、__________。3.说明下列各量的物理意义．（1）1摩尔自由度为3分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和.（）表示分布在u1~u2区间内的分子数.4.图9-15所示的两条f(u)~u曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线．由此可得氢气分子的最概然速率为___________；氧气分子的最概然速率为___________．图9-15麦克斯韦分布曲线f(u)O2000u(m.s-1)[答案：由，及可知，up氢=2000m·s-1;又，得=500m·s-1]二、选择题1.一瓶氦气和一瓶氮气

3、的密度相同，分子平均平动动能相同，而且都处于平衡状态，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，但氦气的压强大于氮气的压强．(D)温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强．[答案：C。由，，得T氦=T氮；由，，T氦=T氮，而，故。]2.在标准状态下，氧气和氦气体积比为V1/V2=1/2，都视为刚性分子理想气体，则其内能之比E1/E2为（）(A)3/10．(B)5/6(C)1/2．．(D)5/3．[答案：B。由，得。]3.在恒定不变的压强下，气体分子的平均碰撞频率与气体的热力学温度T的关系为（）(A)与T无关．

4、(B)．与T成正比．(C)与成反比．(D)与成正比．[答案：C。。]答案：1.1不相同,相同,不一定1.21:1,20:71,20:71,5:3,100:213,1.31摩尔自由度为3分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能之总和；表示分布在u1~u2区间内的分子数.1.42000m·s-1，500m·s-12.1C;2.2B;2.3C三、计算题：1.有一水银气压计，当水银柱为0.76m高时，管顶离水银柱液面0.12m，管的截面积为2.0×10-4m2,当有少量氦(He)混入水银管内顶部，水银柱高下降为0.6m，此

5、时温度为27℃，试计算有多少质量氦气在管顶(He的摩尔质量为0.004kg/mol)?解：由理想气体状态方程得汞的重度N·m-3氦气的压强氦气的体积m3Kg2.1mol氢气，在温度为27℃时，它的平动动能、转动动能和内能各是多少?解：理想气体分子的能量平动动能t=3J转动动能r=2J内能i=5J3.贮于体积为10-3m3容器中某种气体，气体总数N=1023，每个分子的质量为5×10-26kg，分子方均速率为400m/s。求气体的压强和气体分子的总平动动能以及气体的温度.解由压强公式得气体分子的总平动动能为由，得气体的温度4.图9-16中是2

6、kg氢气的等温线，其中P1=4×105Pa，P2=1.2×105Pa，V1=2.5m3，试求：图9-16（1）该等温线对应的温度.（2）b、d两状态的内能Eb和Ed.解（1）由理想气体的状态方程，所求温度为（2）由内能的定义和理想气体的状态方程有所以又由等温过程有得5.1mol氧气从初态出发，经过等容升压过程，压强增大为原来的2倍，然后又经过等温膨胀过程，体积增大为原来的2倍，求末态与初态之间(1)气体分子方均根速率之比；(2)分子平均自由程之比。解：(1)由气体状态方程及方均根速率公式 (2)对于理想气体，，即所以有6.飞机起飞前机舱中的

7、压力计指示为1.0atm(1.013×105Pa),温度为27℃；起飞后压力计指示为0.8atm(0.8104×105Pa),温度仍为27℃，试计算飞机距地面的高度。解：气体压强随高度变化的规律：由及m7.在标准状态下，氦气的粘度h=1.89×10-5Pa·s，摩尔质量Mmol=0.004kg/mol，分子平均速率1.20×103m/s．试求在标准状态下氦分子的平均自由程．解：据得=2.65×10-7m8.已知空气分子的有效直径d=3.5×10-10m，空气分子的摩尔质量为M=29×10-3kg/mol，计算空气分子在标准状态下的几个物理

8、量。（1）单位体积分子数；（2）平均速率；（3）平均平动动能。解（1）由有或由（2）由定义（3）由定义