ch10 气体动理论作业题答案

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1、ch10气体动理论作业题答案1、什么是热力学系统的平衡态？气体在平衡态时有何特征？当气体处于平衡态时还有分子热运动吗？答：一个系统在不受外界影响的条件下，其宏观性质不随时间变化，则称该系统处于平衡态。平衡态的特征：（1）系统与外界在宏观上无能量和物质的交换。（2）系统的宏观性质不随时间改变。气体处于平衡态时，气体分子仍然处于无规则的热运动。9、题图(a)是氢和氧在同一温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条代表氢气?题图(b)是某种气体在不同温度下的两条麦克斯韦速率分布曲线，哪一条的温度较高?答：由知：图(a)中()表示氧，()表示氢；图(b)中()温度高．题9图12、

2、某柴油机的气缸内充满了空气，压缩前其中空气的温度为47℃，压强为8.61×104Pa。当活塞急剧上升时，可把空气压缩到原体积的1/17，此时压强增大到4.25×106Pa，求此时空气的温度（分别以K和℃表示）。解：设空气质量为m，摩尔质量为M。空气被压缩前后均可视为理想气体，则有；，所以14、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)与之间的关系；(3)速度在1.5到2.0之间的粒子数．(4)粒子的平均速率．题14图解：(1)从图上可得分布函数表达式满足归一化条件，但这里纵坐标是而不是故曲线下的总面积为(2)由归一化条件可得(3)可通过面积计

3、算(4)个粒子平均速率15、容器中储有氧气，其压强为p＝0.1MPa(即1atm)，温度为27℃，求(1)分子数密度n；(2)氧分子的质量m；(3)气体密度；(4)分子间的平均距离；(5)平均速率；(6)方均根速率；(7)分子的平均动能．解：(1)由气体状态方程得(2)氧分子的质量()(3)由气体状态方程得(4)分子间的平均距离可近似计算(5)平均速率()(6)方均根速率()(7)分子的平均动能16、1mol氢气，在温度为27℃时，它的分子平均平动动能、转动动能和内能各是多少?解：理想气体分子的能量氢气分子平均平动动能()氢气分子平均转动动能()1mol氢气内能()1

4、7、一瓶氧气和一瓶氢气等压、等温，氧气体积是氢气的2倍，求(1)氧气和氢气分子数密度之比；(2)氧分子和氢分子的平均速率之比．解：(1)因为，则(2)由平均速率公式