大学 物理学 第五 马文蔚 答案上下册

1、第十二章气体动理论12-1 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：5.65×J，7.72×J由于1eV=1.6×J , 所以理想气体对应的温度为：T=2/3k=7.73× K12-2一容器中储有氧气，其压强为0.1个标准大气压，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？(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12-3 在容积为2.0×的容器中，有

2、内能为6.75×J的刚性双原子理想气体分子，求（1）气体的压强；（2）设分子总数5.4×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=1.35× 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=7.49×J12-4 kg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J12-5 1mol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

3、动能为（） 转动动能为（） 内能 12-6 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)速度在1.5到2.0之间的粒子数；(3) 个粒子的平均速率；(4) 0.5到1区间内粒子的平均速率？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 (4)同理到区间内粒子平均速率=12-7 设个粒子系统在各速率区间对应的粒子数变化率为： （）， （）（1） 画出速率分布函数图；（2）用和表示常量；（3）用表示出平

4、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。（2） 由归一化条件：可得： （3 12-8 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。通常在此温度下恒星可视为由质子组成。求：（1）质子的平均动能是多少？（2）质子的方均根速率为多大？解：（1）J （质子i=3, 只有平动动能）（2）m.s（质子质量为kg）12-9、图中、两条曲线是两种不同气体（氢气和氧气）在同一温度下的麦克斯韦分子速率分布曲线。试由图中数据求：（1）氢气分子和氧气分子的最概然速率；（2）两种气体所处的温度。解：（1）温度相同时，与成反比,. 故从图知，图线对应的值应为氢气的。m.s-1, 又由可得：m.s-1（2）氢气、氧气温度相同。所以，由得K12-10一瓶氧气，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 则 (2)由平均速率公式, 12-11若氖气分子的有效直径为cm,问在温度为600K、压强为Pa时氖气分子1s内的平均碰撞次数为多少？解：s12-12一真空管的真空度约为