热学大学物理赵近芳第三版.doc

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1、习题77.1选择题(1)容器中贮有一定量的理想气体，气体分子的质量为m，当温度为T时，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是：(A)．(B)．［］(C)．(D)．[答案：D。，，。](2)一瓶氦气和一瓶氮气的密度相同，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。](3)在标准状态下，氧

2、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)1/2．(C)5/6．(D)5/3．[答案：C。由，得。](4)一定质量的理想气体的内能E随体积V的变化关系为一直线，其延长线过E~V图的原点，题7.1图所示，则此直线表示的过程为：［］(A)等温过程．(B)等压过程．(C)等体过程．(D)绝热过程．33题7.1图VEO[答案：B。由图得E=kV,而，i不变，为一常数。](5)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

3、无关．(B)．与T成正比．(C)与成反比．(D)与成正比．[答案：C。。]7.2填空题（1）某容器内分子数密度为1026m-3，每个分子的质量为3×10-27kg，设其中1/6分子数以速率u＝200m/s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的．则每个分子作用于器壁的冲量DP＝_______________；每秒碰在器壁单位面积上的分子数＝______________；作用在器壁上的压强p＝_________________．[答案：=1.2×10-

4、24kgm/s=×1028m-2.s-1;或或（见教材图7.1）=4×103Pa或p=4×103Pa.]33（2）有一瓶质量为M的氢气，温度为T，视为刚性分子理想气体，则氢分子的平均平动动能为____________，氢分子的平均动能为______________，该瓶氢气的内能为____________________．[答案：，=kT，]（3）容积为3.0×102m3的容器内贮有某种理想气体20g，设气体的压强为0.5atm．则气体分子的最概然速率，平均速率和方均根速率．[答案：由理想气体状态方程可得3.89×10

5、2m/s4.41×102m/s4.77×102m/s]（4）题7.2图所示的两条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___________．题7.2图f(u)O2000u(m.s-1)[答案：由，及可知，up氢=2000m·s-1;33又，得=500m·s-1](5)一定量的某种理想气体，当体积不变，温度升高时，则其平均自由程，平均碰撞频率。（减少、增大、不变）[答案：体积不变，n不变，由可知，不变体积不变，

6、n不变，但T升高，增大，由可知，增大．]7.3气体在平衡态时有何特征?气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同?答：平衡态是指热力学系不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间变化状态。平衡态是动态平衡，当系统处于平衡态时，组成系统的大量粒子仍在不停地、无规则地运动着，大量粒子运动的平均效果不变。而个别粒子所受合外力可以不为零．而力学平衡态时，物体保持静止或匀速直线运动，所受合外力为零．7.4气体动理论的研究对象是什么?理想气体的宏观模型和微观模型各如何?答：气体动理论的研究对象是大量微观粒子组成的系统．是从物质的微

7、观结构和分子运动论出发，运用力学规律，通过统计平均的办法，求出热运动的宏观结果，再由实验确认的方法．从宏观看，在温度不太低，压强不大时，实际气体都可近似地当作理想气体来处理，压强越低，温度越高，这种近似的准确度越高．理想气体的微观模型是把分子看成弹性的自由运动的质点．7.5何谓微观量?何谓宏观量?它们之间有什么联系?答：用来描述个别微观粒子特征的物理量称为微观量．如微观粒子(原子、分子等)的大小、质量、速度、能量等．描述大量微观粒子(分子或原子)的集体的物理量叫宏观量，如实验中观测得到的气体体积、压强、温度、热容量等

8、都是宏观量．气体宏观量是微观量统计平均的结果．7.6计算下列一组粒子平均速率和方均根速率?33Ni214682ui(m·s-1)10.020.030.040.050.0解：平均速率=21.7m/s方均根速率=25.6m/s7.7速率分布函数f(u)的物理意义是什么?试说明下列各量的物理意义(n为分子数密度，N为系统总分子数)．（1