习 题
一、选择题
1.温度、压强相同的氦气和氧气的分子平均动能εk和 平均平动动_能εt有如下关系( )。
2.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
3.已知一定量的某种理想气体,在温度为T 1与T 2时的分子最概然率分别为V p1和V p2,分子速率分布函数的最大值分别为f(V p1)和f(V p2)。若T 1>T 2,则( )。
A.V p1>V p2;f(V p1)>f(V p2) B.V p1>V p2;f(V p1)<f(V p2)
C.V p1<V p2;f(V p1)>f(V p2) D.V p1<V p2;f(V p1)<f(V p2)
4.在标准状态下,若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1/V 2=1/2,则其内能之比E 1/E 2为( )。
A. 3/10 B.1/2 C.5/6 D.5/3
二、填空题
1.黄绿光的波长是5 000Å(1Å=10-10 m)。理想气体在标准状态下,以黄绿光的波长为边长的立方体内有_________个分子。
2.若某种理想气体分子的方均根速率()1/2=450 m/s,气体压强为p=7×104 Pa,则该气体的密度为ρ=________。
3.一容器内储有某种气体,若已知气体的压强为3×105 Pa,温度为27℃,密度为0.24 kg/m3,则可确定此种气体是_________,并可求出此气体分子热运动的最概然速率为________m/s。
4.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,则氢分子的平均平动动能为_________,氢分子的平均动能为_________,这瓶氢气的内_能为_________。
5.一瓶氢气和一瓶氧气温度相同,若氢气分子的平均平动动能为εt=6.21×10-21 J,则氧气分子的平均平动动能为________,方均根速率为________,氧气的温度为_________。
6.在容积为3.0×10-2 m3的容器中储存有2.0×10-2 kg的气体,其压强为50.7×103 Pa,则该气体分子平均速率为________。
7.已知f(v)为麦克斯韦速率分布函数,N为总分子数,则
(1)速率v>100 m/s的分子数占总分子数的百分比的表达式为________;
(2)速率v>100 m/s的分子数的表达式为_________;
(3)速率v>100 m/s的分子的平均速率表达式为________。
8.现有两条气体分子速率分布曲线(1)和(2),如习题图10.1所示。若两条曲线分别表示同一种气体处于不同温度下的速率分布,则曲线________表示的温度较高。若两条曲线分别表示同一温度下的氢气和氧气的速率分布,则曲线_________表示的是氧气的速率分布。
习题图10.1
三、计算题
今测得温度为t 1=15℃,压强为p 1=0.76 m Hg时,氩分子和氖分子的平均自由程分别为=6.7×10-8 m和
=13.2×10-8 m。求:
(1)氖分子和氩分子有效直径之比d Ne/d Ar;
(2)温度为t 2=20℃,压强为p 2=0.15 m Hg时,氩分子的平均自由程。