气体动理论习题

1气体动理论作业班级:_____________姓名:_____________学号:_____________日期:__________年_______月_______日成绩:_____________一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，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(A)mkTx32v．(B)mkTx3312v．(C)mkTx/32v．(D)mkTx/2v．［］2.温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能w有如下关系：(A)和w都相等．(B)相等，而w不相等．(C)w相等，而不相等．(D)和w都不相等．［］3.下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？（式中M为气体的质量，m为气体分子质量，N为气体分子总数目，n为气体分子数密度，NA为阿伏加得罗常量）(A)pVMm23．(B)pVMMmol23．(C)npV23．(D)pVNMMA23mol．[]4.在标准状态下体积比为1∶2的氧气和氦气（均视为刚性分子理想气体）相混合，混合气体中氧气和氦气的内能之比为(A)1∶2．(B)5∶6．(C)5∶3．(D)10∶3．［］5.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氢气的压强．(B)氧分子的质量比氢分子大，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.(D)氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大．［］6.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．2(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子的冷热程度．这些说法中正确的是(A)(1)、(2)、(4)．(B)(1)、(2)、(3)．(C)(2)、(3)、(4)．(D)(1)、(3)、(4)．［］7.一瓶氦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．［］8.假定氧气的热力学渭度提高一倍，氧分子全部离解为氧原子，则这些氧原子的平均速率是原来氧分子平均速率的(A)4倍．(B)2倍．(C)2倍．(D)21倍．［］9.下列各图所示的速率分布曲线，哪一图中的两条曲线能是同一温度下氮气和氦气的分子速率分布曲线？［］f(v)f(v)vOf(v)vO(B)(A)f(v)(D)vO(C)vO10.在恒定不变的压强下，气体分子的平均碰撞频率Z与气体的热力学温度T的关系为(A)Z与T无关．(B)Z与T成正比．(C)Z与T成反比．(D)Z与T成正比．[］二、填空题311.分子热运动自由度为i的一定量刚性分子理想气体，当其体积为V、压强为p时，其内能E＝______________________．12.有两瓶气体，一瓶是氦气，另一瓶是氢气(均视为刚性分子理想气体)，若它们的压强、体积、温度均相同，则氢气的内能是氦气的________倍．13.在一个以匀速度u运动的容器中，盛有分子质量为m的某种单原子理想气体．若使容器突然停止运动，则气体状态达到平衡后，其温度的增量T＝_________________．14.若某容器内温度为300K的二氧化碳气体(视为刚性分子理想气体)的内能为3.74×103J，则该容器内气体分子总数为___________________．(玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23J·K1,阿伏伽德罗常量NA=6.022×1023mol1)15.一定量H2气(视为刚性分子的理想气体)，若温度每升高1K，其内能增加41.6J，则该H2气的质量为________________．(普适气体常量R＝8.31J·mol1·K1)16.若气体分子的平均平动动能等于1.06×1019J，则该气体的温度T＝_____________K．(玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23J·K1)17.一铁球由10m高处落到地面，回升到0.5m高处．假定铁球与地面碰撞时损失的宏观机械能全部转变为铁球的内能，则铁球的温度将升高__________．（已知铁的比热c＝501.6J·kg1·K1）18.1mol氮气，由状态A(p1,V)变到状态B(p2,V)，气体内能的增量为__________．19.储有某种刚性双原子分子理想气体的容器以速度v＝100m/s运动，假设该容器突然停止，气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，此时容器中气体的温度上升6.74Ｋ，由此可知容器中气体的摩尔质量Mmol＝__________.(普适气体常量R＝8.31J·mol1·K1)20.图示的两条f(v)~v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________________．f(v)v（m./s）2000O4三、计算题21.容积为20.0L(升)的瓶子以速率v＝200m·s1匀速运动，瓶子中充有质量为100g的氦气．设瓶子突然停止，且气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，瓶子与外界没有热量交换，求热平衡后氦气的温度、压强、内能及氦气分子的平均动能各增加多少?(摩尔气体常量R＝8.31J·mol-1·K1，玻尔兹曼常量k＝1.38×10-23J·K1)22.一密封房间的体积为5×3×3m3，室温为20℃，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少？如果气体的温度升高1.0Ｋ，而体积不变，则气体的内能变化多少？气体分子的方均根速率增加多少？已知空气的密度＝1.29kg/m3，摩尔质量Mmol＝29×103kg/mol，且空气分子可认为是刚性双原子分子．（普适气体常量R＝8.31J·mol1·K1)23.有2×103m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102J．(1)试求气体的压强；(2)设分子总数为5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度．(玻尔兹曼常量k＝1.38×1023J·K1)24.当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比eHH2MM和内能比eHH2EE．（将氢气视为刚性双原子分子气体）5参考答案1.D2.C3.A4.B5.D6.B7.C8.B9.B10.C11.ipV213分12.5/33分13.mu2/3k3分14.3.01×1023个3分15.4.0×103kg3分16.5.12×1033分17.0.186K3分18.1225ppV3分19.28×103kg/mol3分20.2000m·s-11分500m·s-12分三、计算题21.解：定向运动动能221vNm，气体内能增量TikN21，i＝3．按能量守恒应有：221vNm=TikN21∴ANTiRm/2v2分(1)iRMiRmNTA//2mol2vv6.42K2分(2)VTRMMp//mol＝6.67×104Pa．2分(3)TiRMME21/mol＝2.00×103J．2分(4)Tik21＝1.33×1022J．2分22.解：根据kTm23212v，可得NkTmN23212v，即mNRTNmmNd/23212v6=RTMMmol/23=VMRTmol/23＝7.31×106．4分又TiRMME21/mol＝TiRMV21/mol＝4.16×104J．3分及2/1212/1222/12vvv＝122/1mol/3TTMR＝0.856m/s．3分23.解：(1)设分子数为N.据E=N(i/2)kT及p=(N/V)kT得p=2E/(iV)=1.35×105Pa4分(2)由kTNkTEw2523得21105.75/3NEwJ3分又kTNE25得T=2E/(5Nk)＝362k3分24.解：由pV=mol22HHMMRT和pV=moleHeHMMRT2分得eHH2MM=molmol2eHHMM=42=21．2分由E(H2)=mol22HHMM25RT和RTMME23)He()He()He(mol4分得e2HEHE=molmol22eH/He3H/H5MMMM∵mol22HMHM=moleHMeHM(p、V、T均相同)，∴eHEHE2=35．2分