第七章气体动理论答案-ZSH.doc

第七章气体动理论7-1处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同,分子的平均平动动能也相同,则它们(C)(A)温度、压强均不相同.(B)温度相同,但氦气压强大于氮气压强.(C)温度、压强都相同.(D)温度相同,-2三容器A、B、C中装有同种理想气体,其分子数密度n相同,而方均根速率之比为,则其压强之比为(C)(A)(B)(C)(D)7-3在一个体积不变的容器中,储有一定量的某种理想气体,温度为时,气体分子的平均速率为,分子平均碰撞次数为,平均自由程为,当气体温度升高为时,气体分子的平均速率为,分子平均碰撞次数为,平均自由程为分别为(B)(A),,(B),,(C),,(D),,7-4已知n为单位体积的分子数,为麦克斯韦速率分布函数,则表示()(A)速率附近,d区间内的分子数(B)单位体积内速率在~+d区间内的分子数(C)速率附近d区间内分子数占总分子数比率(D)单位时间内碰到单位器壁上速率在~+d区间内的分子数7-5温度为0℃和100℃时理想气体分子的平均平动动能各为多少?欲使分子的平均平动动能等于1eV,气体的温度需多高?解:=×J=×J由于1eV=×J,所以理想气体对应的温度为:T=2/3k=×K7-6一容器中储有氧气,,温度为27℃,求:(1)氧气分子的数密度n;(2)氧气密度;(3)氧气分子的平均平动动能?解:(1)由气体状态方程得,(2)由气体状态方程(,分别为氧气质量和摩尔质量)得氧气密度:(3)氧气分子的平均平动动能7-×的容器中,×J的刚性双原子理想气体分子,求(1)气体的压强;(2)×个,求气体温度;(3)气体分子的平均平动动能?解:(1)由以及可得气体压强==×Pa(2)分子数密度,得该气体的温度×K(3)气体分子的平均平动动能为=×J7-8kg氢气装在m3的容器内,当容器内的压强为Pa时,氢气分子的平均平动动能为多大?解:由得所以J7-91mol刚性双原子气体分子氢气,其温度为27℃,求其对应的平动动能、转动动能和内能各是多少?(求内能时可不考虑原子间势能)解:理想气体分子的能量为,所以氢气对应的平动动能为()转动动能为()内能7-10设有个粒子的系统,其速率分布如图所示,求:(1)分布函数的表达式;(2);(3)个粒子的平均速率;解:(1)从上图所给条件得:由此可得分布函数表达式为:类似于概率密度的归一化条件,故满足,即计算得,带入上式得分布函数为:(2)该区间对应的为常数,所以可通过计算矩形面积得该区间粒子数为:(3)个粒子平均速率7-11设个粒子系统在各速率区间对应的粒子数变化率为:(),()画出速率分布函数图;(2)用和表示常量;(3)用表示出平均速率和方均根速率。解:(1)因为所以有:()()故速率函数分布图如右图所示。由归一化条件:可得:(3)7-12设某系统由个粒子组成,粒子的速率曲线如图所示(当时,速率为0)(1)由图确定(2)由确定常数C(3)求0~之间的粒子数解:(1)(2)(3)7-13某些恒星的温度可达到约k,这是发生聚变反应(也称热核反应)所需的温度。通常