大学物理同步训练第10章气体动理论

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1、同步训练答案第十章气体动理论许照锦第八章气体动理论一、选择题1.一定量的氢气（视为刚性分子的理想气体），若温度每升高1K，其内能增加20.8J，则该氢气的质量为（普适气体常量?=8.31J∙mol−1∙K−1）（A）1.0×10−3kg（B）2.0×10−3kg（C）3.0×10−3kg（D）4.0×10−3kg答案：B分析：内能公式?=?∙????（式中?为物质的量，?为自由度；物质的量可由气体质量和气体摩尔质量算出，常见气体氢气2g∙mol−1、氦气4g∙mol−1、氮气28g∙mol−1、氧气32g∙mol−1、甲烷16g∙mol−1、水蒸气18g∙mol−1；单原子分子即惰性气

2、体自由度?=3，双原子分子?=5，多原子分子如甲烷、水蒸气?=6）。由题可得∆?=?∙5?∆?2，代入可得物质的量?=2×20.8(5×8.31)≈1mol，故质量为2g，即B选项。2.有一瓶质量为m的氢气（视作刚性双原子分子的理想气体），温度为T，则氢分子的平均动能为（A）3??2（B）5??2（C）3??2（D）5??2答案：B分析：气体分子的平均动能为?̅=????（式中i为气体分子自由度，见选择题1）。3.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（A）1/2倍（B）2/3倍（C）5/3倍（D）2倍答案：

3、C分析：由物态方程??=???可知两瓶气体的物质的量?相同。由内能公式（见选择题1）可得???∙5??252==????∙3??234.A、B、C3个容器中皆装有理想气体，它们的分子数密度之比为??:??:??=4:2:1，而分子的平均平动动能之比为?̅?:?̅?:?̅?=1:2:4，则它们的压强之比??:??:??为1/6同步训练答案第十章气体动理论许照锦（A）1:1:1（B）1:2:2（C）1:2:3（D）1:2:4答案：A分析：（任何）理想气体的平均平动动能为?̅=???/?，由压强公式?=???可得2?̅2??̅?=??∙=3?3故??:??:??=???̅?:???̅?:??

4、?̅?=4×1:2×2:1×4=1:1:1。5.2g氢气和2g氦气分别装在两个容器相等的封闭容器内，温度也相同（氢气分子视为刚性双原子分子），氢气与氦气内能之比??2???为（A）1/3（B）5/3（C）10/3（D）16/3答案：C分析：参考选择题1可得?H2?H2∙?H2??/21×510===?He?He∙?He??/20.5×33oo6.1mol的单原子分子理想气体，在1atm的恒定压强下，从0C加热到100C，则气体的内能改变了（普适气体常量?=8.31J∙mol−1∙K−1）（A）0.25×103J（B）0.5×103J（C）1.0×103J（D）1.25×103J答案：D

5、分析：由内能公式（见选择题1）可得∆?=?∙??∆?2=1×3×8.31×1002≈1250J。7.在容积为10−2m3的容器中，装有质量100g的气体，若气体分子的方均根速率为200m∙s−1，则气体的压强为（A）0.67×105Pa（B）1.33×105Pa（C）2.66×105Pa（D）3.99×105Pa答案：B分析：由物态方程和方均根速率公式????=√????可得??????2??20.1×2002rmsrms5?=?====1.33×10Pa??3?3?3×10−28.如图所示的两条?(?)~?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。由此可得氧气分子的最

6、概然速率为2/6同步训练答案第十章气体动理论许照锦（A）500m∙s−1（B）1000m∙s−1（C）2000m∙s−1（D）4000m∙s−1答案：A分析：由最概然速率公式??=??√??可知，在同一温度下，摩尔质量大的气体最概然速率较小，故氢气最概然速率?=2000m∙s−1，氧气的最概然速率为?H2??O2??√??O2?H22−1?=→??O2=??H2√?=2000×√32=500m∙s?H2??√??H2O29.已知?(?)为麦克斯韦速率分布函数，N为总分子数，则速率?>100m∙s−1的分子数的表达式为∞∞（A）∫?(?)??（B）∫??(?)??100100∞∞（C）∫

7、??(?)??（D）∫???(?)??100100答案：B分析：（概念题）?(?)表示气体分子速率为?的概率密度，?(?)??表示气体分子速率落在?~?+??区间的概率（或说百分比），??(?)??表示气体分子速率落在?~?+??区间的数目，∞−1故∫??(?)??表示气体分子速率落在100~∞m∙s的数目。10010.氮气在标准状态下的分子平均碰撞频率为5.42×108s−1，分子平均自由程为6×10−6cm，若温度不变，气压降为0.1atm