第6章作业及部分习题参考答案

速度接近于光速的宏观物体的运动和微观粒子的运动,也是理论力学的研究范畴。()

此题为判断题(对,错)。


正确答案:错误


对于温度,有以下几种说法① 温度的高低反映了物质内部分子运动剧烈程度的不同② 气体的温度是分子平均平动动能的量度③ 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④ 从微观上看,气体的温度表示每个气体分子的冷热程度上述说法正确的是

A.①、②、④

B.①、②、③

C.②、③、④

D.①、③、④


参考答案:B


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;
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.①②④
B.①②③
C.②③④
D.①③④

答案:B
解析:
气体分子的平均动能

气体的平均动能只与温度有关,温度越高,气体的平均动能越大。温度的高低反映了系统内部分子无规则热运动的剧烈程度,这是温度的微观本质,因此说法①正确。温度和压强一样,也是大量分子热运动的集体表现,也具有统计意义,因此说法②正确。对个别分子或少量分子而言,评论它们的温度是没有意义的,因此说法③正确。宏观上,气体的温度表示气体分子的平均冷热程度,微观上,气体的温度表示气体分子的运动速度,因此说法④错误。


下列关于温度的意义的描述,正确的是( )。
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;
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。

A.①②④
B.①②③
C.①②③④
D.①③④

答案:B
解析:
由公式可知,气体的温度是气体分子平均平动动能的量度,对个别分子来说它有温度是没有意义的


一定量的理想气体贮于容器中,则该气体分子热运动的平均自由程

仅决定于( )。


A、压强P
B、体积V
C、温度T
D、分子的平均碰撞频率

答案:B
解析:
,按题意,一定量的理想气体在容器中,其总分子数N不会改变,所以仅取决于体积V,故选(B)


习题六6-1 气体在平衡态时有何特征?气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同? 答:气体在平衡态时,系统与外界在宏观上无能量和物质的交换;系统的宏观性质不随时间变化力学平衡态与热力学平衡态不同当系统处于热平衡态时,组成系统的大量粒子仍在不停地、 无规则地运动着,大量粒子运动的平均效果不变,这是一种动态平衡而个别粒子所受合外力可以不为零而力学平衡态时,物体保持静止或匀速直线运动,所受合外力为零6-2 气体动理论的研究对象是什么?理想气体的宏观模型和微观模型各如何? 答:气体动理论的研究对象是大量微观粒子组成的系统是从物质的微观结构和分子运动论出发,运用力学规律, 通过统计平均的办法,求出热运动的宏观结果,再由实验确认的方法从宏观看, 在温度不太低,压强不大时,实际气体都可近似地当作理想气体来处理,压强越低, 温度越高, 这种近似的准确度越高理想气体的微观模型是把分子看成弹性的自由运动的质点6-3 何谓微观量 ?何谓宏观量 ?它们之间有什么联系? 答:用来描述个别微观粒子特征的物理量称为微观量如微观粒子( 原子、分子等 ) 的大小、质量、 速度、能量等 描述大量微观粒子( 分子或原子 ) 的集体的物理量叫宏观量,如实验中观测得到的气体体积、压强、温度、热容量等都是宏观量气体宏观量是微观量统计平均的结果6-5 速率分布函数)(vf的物理意义是什么?试说明下列各量的物理意义(n为分子数密度,N为系统总分子数) (1)vvfd)((2)vvnfd)(( 3)vvNfd)((4)vvvf0d)((5)0d)(vvf(6)21d)(vvvvNf解:)(vf:表示一定质量的气体,在温度为T的平衡态时,分布在速率v附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比. (1) vvfd)(:表示分布在速率v附近,速率区间vd内的分子数占总分子数的百分比. (2) vvnfd)(:表示分布在速率v附近、速率区间dv内的分子数密度(3) vvNfd)(:表示分布在速率v附近、速率区间dv内的分子数(4)vvvf0d)(:表示分布在21 vv区间内的分子数占总分子数的百分比(5)0d)(vvf:表示分布在0的速率区间内所有分子,其与总分子数的比值是1. (6)21d)(vvvvNf:表示分布在21 vv区间内的分子数. 6-6 最概然速率的物理意义是什么?方均根速率、最概然速率和平均速率,它们各有何用处? 答:气体分子速率分布曲线有个极大值,与这个极大值对应的速率叫做气体分子的最概然速率物理意义是:对所有的相等速率区间而言,在含有Pv的那个速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大分布函数的特征用最概然速率Pv表示;讨论分子的平均平动动能用方均根速率,讨论平均自由程用平均速率6-7 容器中盛有温度为T的理想气体,试问该气体分子的平均速度是多少?为什么 ? 答:该气体分子的平均速度为0. 在平衡态, 由于分子不停地与其他分子及容器壁发生碰撞、其速度也不断地发生变化,分子具有各种可能的速度,而每个分子向各个方向运动的概率是相等的,沿各个方向运动的分子数也相同从统计看气体分子的平均速度是0. 6-8 在同一温度下,不同气体分子的平均平动动能相等,就氢分子和氧分子比较,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大,对吗? 答:不对,平均平动动能相等是统计平均的结果分子速率由于不停地发生碰撞而发生变化,分子具有各种可能的速率,因此, 一些氢分子的速率比氧分子速率大,也有一些氢分子的速率比氧分子速率小6-10 题 6-10 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?题 6-10 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:图 (a) 中 (1) 表示氧, (2) 表示氢;图 (b) 中(2) 温度高题 6-10 图6-11 温度概念的适用条件是什么?温度微观本质是什么? 答:温度是大量分子无规则热运动的集体表现,是一个统计概念,对个别分子无意义温度微观本质是分子平均平动动能的量度6-13 试说明下列各量的物理意义(1)kT21(2)kT23(3)kTi2(4)RTiMMmol2(5)RTi2(6)RT23解: (1) 在平衡态下,分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为k21T(2) 在平衡态下,分子平均平动动能均为kT23. (3) 在平衡态下,自由度为i的分子平均总能量均为kTi2. (4) 由质量为M,摩尔质量为molM,自由度为i的分子组成的系统的内能为RTiMM2mol. (5) 1摩尔自由度为i的分子组成的系统内能为RTi2. (6) 1摩尔自由度为3的分子组成的系统的内能RT23,或者说热力学体系内,1 摩尔分子的平均平动动能之总和为RT23. 6-14 有两种不同的理想气体,同压、同温而体积不等,试问下述各量是否相同?(1) 分子数密度; (2) 气体质量密度; (3) 单位体积内气体分子总平动动能;(4) 单位体积内气体分子的总动能解: (1) 由kTpnnkTp,知分子数密度相同;(2) 由RTpMVMmol知气体质量密度不同;(3) 由kTn23知单位体积内气体分子总平动动能相同;(4) 由kTin2知单位体积内气体分子的总动能不一定相同6-15 何谓理想气体的内能?为什么理想气体的内能是温度的单值函数? 解:在不涉及化学反应,核反应,电磁变化的情况下,内能是指分子的热运动能量和分子间相互作用势能之总和对于理想气体不考虑分子间相互作用能量,质量为M的理想气体的所有分子的热运动能量称为理想气体的内能由于理想气体不计分子间相互作用力,内能仅为热运动能量之总和即RTiMME2mol是温度的单值函数6-16 如果氢和氦的摩尔数和温度相同,则下列各量是否相等,为什么? (1) 分子的平均平动动能;(2) 分子的平动动能;(3) 内能解: (1) 相等,分子的平均平动动能都为kT23(2) 不相等,因为氢分子的平均动能kT25,氦分子的平均动能kT23(3) 不相等,因为氢分子的内能RT25,氦分子的内能RT236-21 1mol氢气,在温度为27时,它的平动动能、转动动能和内能各是多少? 解:理想气体分子的能量RTiE2平动动能3t5.373930031.823tEJ转动动能2r249330031.822rEJ内能5i5 .623230031. 825iEJ6-22 一瓶氧气,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nkTp则1HOnn(2) 由平均速率公式mol60.1MRTv41molmolOHHOMMvv

一定质量的理想气体,在温度不变的条件下,当压强降低时,分子的平均


答案:D
解析:


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( )。



答案:B
解析:


对于一定量的气体来说,当温度不变时,气体的压强随体积的减小而增大(玻意耳定律);当体积不变时,压强随温度的升高而增大(查理定律)。从宏观来看,这两种变化同样使压强增大,从微观(分子运动)来看,它们有什么区别?


正确答案:从分子运动论观点看来,对一定量的气体,在温度不变时,体积减小使单位体积内的分子数增多,则单位时间内与器壁碰撞的分子数增多,器壁所受的平均冲力增大,因而压强增大。而当体积不变时,单位体积内的分子数也不变,由于温度升高,使分子热运动加剧,热运动速度增大,一方面单位时间内,每个分子与器壁的平均碰撞次数增多;另一方面,每一次碰撞时,施于器壁的冲力加大,结果压强增大。


温度越低,实际气体对理想气体的偏离也越大。


正确答案:正确


热力学是从微观角度研究了物质的热运动性质及其规律的学科。


正确答案:错误

更多 “第6章作业及部分习题参考答案” 相关考题
考题 下列说法正确的是()A、理想气体状态方程是在只考虑分子间相互碰撞,不考虑其他相互作用的条件得出的一种物理近似方程B、理想气体状态方程用于计算实际气体温度越低,压强越大,出现的偏差越大C、实际气体的范德瓦尔斯方程在任何情况下都是没有偏差的D、实际气体的范德瓦尔斯方程也不具有近似性E、由实际气体的范德瓦尔斯方程所作曲线上的各点都是实际能得到的正确答案:A,B,D

考题 单选题下列说法中()不对。 ①l公斤油在100℃时具有很大的热量; ②空气中的氧气和氮气具有不同的温度和体积; ③实际气体在压力较低时就可以当作理想气体; ④实际气体在温度较高时就可以当作理想气体。A ①②③B ②③④C ①③④D ①②③④正确答案:A解析:暂无解析

考题 单选题下列选项中说法正确的是()A 流体质点是微观上组成流体的最小单元(应该是宏观上组成流体的最小单元)B 连续介质的适用条件是研究对象的宏观尺寸和物质结构的微观尺寸量级相当的情况(研究对象的宏观尺寸和物质结构的微观尺寸量级相当这种情况连续介质模型将不适用,因为这种情况分子运动的微观行为对宏观运动有着直接的影响)C 空气动力学关注的是个别分子的微观特征而不是宏观特征(关注的是宏观特征而不是个别分子的微观特征)D 流体的弹性模量E都较大,通常可视为不可压缩流体;但是气体的弹性模量E都较小,且与热力学过程有关,故气体具有压缩性正确答案:A解析:暂无解析

考题 气体动理论的研究对象是什么?理想气体的宏观模型和微观模型各如何?正确答案:气体动理论的研究对象是大量微观粒子组成的系统.是从物质的微观结构和分子运动论出发,运用力学规律,通过统计平均的办法,求出热运动的宏观结果,再由实验确认的方法.从宏观看,在温度不太低,压强不大时,实际气体都可近似地当作理想气体来处理,压强越低,温度越高,这种近似的准确度越高.理想气体的微观模型是把分子看成弹性的自由运动的质点.

考题 理想气体的微观模型要点包括()。A、气体分子有体积B、气体分子没有体积C、气体分子间有相互作用正确答案:B

考题 统计热力学研究的主要对象是:()A、微观粒子的各种变化规律B、宏观体系的各种性质C、微观粒子的运动规律D、宏观系统的平衡性质E、体系的宏观性质与微观结构的关系正确答案:D

考题 研究统计热力学的基本方法是()A、对微观粒子的微观量求统计平均值;B、经典力学与量子力学相结合;C、求解微观粒子运动的微分方程;D、微观结构与宏观性质相关联.正确答案:A

考题 下列有关温度的说法不正确的是()。A、温度表示物体的冷热程度。B、气体的压力越高,则气体的液化温度也温度越高。C、温度是物质分子热运动平均动能的量度,温度越高,分子热运动的平均动能就越大D、气体的压力越高,则气体的液化温度也温度越低正确答案:D

考题 理想气体方程PV=MRT/u用于实际气体时,下列哪些情况会导致偏差增加()A、温度低B、气体压强大C、气体密度大D、气体压强较低E、气体温度较高正确答案:A,B,C

考题 用理想气体状态方程式在研究真实气体时往往存在偏差,(),偏差越小。A、温度越低B、压力越低C、温度越高D、压力越高正确答案:B