高中物理奥林匹克竞赛专题--分子论习题课ppt课件

1、一、一、 理想气体的形状方程理想气体的形状方程常用方式常用方式RTMPV 分子数密度表示分子数密度表示nkTP 第六章小结第六章小结二、二、 理想气体的压强公式理想气体的压强公式221vmw kT23三、理想气体的温度公式三、理想气体的温度公式wkT32 231vnmP wn32 四、四、 理想气体的内能理想气体的内能1.自在度自在度单原子分子单原子分子3 i双原子分子双原子分子5 i多原子分子多原子分子6 i2.能量按自在度均分原理能量按自在度均分原理在温度为在温度为T的平衡态下，气体分子的每一个自在度上都均的平衡态下，气体分子的每一个自在度上都均匀分配匀分配 的平均动能。的平均动能。kT2

2、1kw一个分子的平均总动能一个分子的平均总动能kTi2 3.理想气体的内能理想气体的内能一摩尔气体内能一摩尔气体内能0ERTi2 RTiME2五、麦克斯韦速率分布定律五、麦克斯韦速率分布定律在速率在速率v 附近的单位速率区间内附近的单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。的分子数占总分子数的百分比。NdvdN)(vf2223224vekTmkTmv六、六、 麦克斯韦速率分布曲线麦克斯韦速率分布曲线 vfvpv dvvfvv 21 NN 1 10 0dvvfm一定时，一定时，T升高，曲线变宽变平。升高，曲线变宽变平。T一定时，一定时，m减小，曲线变宽变平。减小，曲线变宽变平。分子的平均自在程分

3、子的平均自在程pdkT22 平均碰撞频率平均碰撞频率vdnZ22 分子数按高分子数按高度分布规律度分布规律kTmgzenn 0压强按高度压强按高度分布规律分布规律RTgzepp0八、重力场中理想气体分子按位置的分布八、重力场中理想气体分子按位置的分布七、三种统计速率七、三种统计速率最概然速率最概然速率RTvp2平均速率平均速率RTv8方均根速率方均根速率RTv32 1、一截面均匀的封锁圆筒，中间被一光滑活塞分隔成两边，、一截面均匀的封锁圆筒，中间被一光滑活塞分隔成两边，假设一边装有假设一边装有0.1kg某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒某一温度的氢气，为了使活塞停留在圆筒中央，那么另一边应装

4、有同一温度的氧气质量为多少？中央，那么另一边应装有同一温度的氧气质量为多少？kg6 . 1 )C(kg2 . 3)D(kg8 . 0 )B(kg161)A(C C 22OHPP RTMPV 22OHTT 2222OOHHMM 22OHVV kg6 .11 .0232 2222HHOOMM 解：解：单元检测题单元检测题-选择题选择题CnkTP 325235/1069. 22731038. 110013. 1mkTPn个个 2、在规范形状下，任何理想气体、在规范形状下，任何理想气体1 立方米中含有的分子数都立方米中含有的分子数都 等于多少？等于多少？251069. 2)C( 231069. 2)D

5、( 231002. 6)A( 211002. 6)B( 解：解： 3、假设室内生起炉子后温度从、假设室内生起炉子后温度从15升高到升高到27，而室内气压，而室内气压不变，那么此时室内的分子数减少了不变，那么此时室内的分子数减少了 (A)0.5 (B) 4 (C) 9 (D) 21 00000000nkTP 解：解：%430028811 TTnnnkTPnkTPn B4、关于温度的意义，有以下几种说法：、关于温度的意义，有以下几种说法： (1)气体的温度是分子平均平动动能的量度气体的温度是分子平均平动动能的量度 (2)温度是大量气体分子热运动的集体表现温度是大量气体分子热运动的集体表现,具有统计

6、意义具有统计意义 (3) 温度的高低反映物质内部分子运动猛烈程度的不同温度的高低反映物质内部分子运动猛烈程度的不同 (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选项是这些说法中正确的选项是 (A) (1)、(2) 、(4) (B) (1)、(2) 、(3) (C) (2)、(3) 、(4) (D) (1)、(3) 、(4)解：解： (1)(2)(3)(4)是大量气体分子热运动的集体表现。是大量气体分子热运动的集体表现。kTw23 221vmkT23 B5、1 mol刚性双原子分子理想气体，当温度为刚性双原子分子理想气体

7、，当温度为T时，其内能为时，其内能为 (A) (B) (C) (D) RT23kT23RT25kT25解：解：RTRTiME252 C6、水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能添加了百分之几、水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能添加了百分之几(不计振动自在度和化学能不计振动自在度和化学能)？(A) 66.7 (B) 50 (C) 25 (D) 0解：以一摩尔为例解：以一摩尔为例RTRTE41226 一摩尔水汽分解为一摩一摩尔水汽分解为一摩尔氢气和尔氢气和0.5摩尔氧气摩尔氧气RTRTRTE415252125 %25121215 EEEC7、两个一样的容器，一个盛氢气，一个盛氦气、两个一样的容器，

8、一个盛氢气，一个盛氦气(均视为刚性分均视为刚性分子理想气体子理想气体)，开场时它们的压强和温度都相等，现将，开场时它们的压强和温度都相等，现将6 J热量传热量传给氦气，使之升高到一定温度假设使氢气也升高同样温度，那给氦气，使之升高到一定温度假设使氢气也升高同样温度，那么应向氢气传送热量么应向氢气传送热量(A) 12 J (B) 10 J (C) 6 J (D) 5 JTRMEQ 23 解：等容过程不做功解：等容过程不做功JTRMEQ1042525 对氦气对氦气对氢气对氢气JQTRM432 B第七章题第七章题8、一定质量的理想气体的内能、一定质量的理想气体的内能E随随体积体积V的变化关系为不断线

9、的变化关系为不断线(其延伸线过其延伸线过EV图的原点图的原点)，那么此直线表示的过，那么此直线表示的过程为：程为： (A) 等温过程等温过程 (B) 等压过程等压过程 (C) 等体过程等体过程 (D) 绝热过程绝热过程EOVVE TRTiME 2 TV解：内能公式解：内能公式由图中看出由图中看出等压过程等压过程B9、假设、假设f(v)为气体分子速率分布函数，为气体分子速率分布函数，N为分子总数，为分子总数，m为分子为分子质量，那么质量，那么 的物理意义是的物理意义是 (A) 速率为速率为 的各分子的总平动动能与速率为的各分子的总平动动能与速率为 的各分子的总的各分子的总平动动能之差平动动能之差

10、 (B) 速率为速率为 的各分子的总平动动能与速率为的各分子的总平动动能与速率为 的各分子的总的各分子的总平动动能之和平动动能之和 (C) 速率处在速率间隔速率处在速率间隔 之内的分子的平均平动动能之内的分子的平均平动动能 (D) 速率处在速率间隔速率处在速率间隔 之内的分子平动动能之和之内的分子平动动能之和21d)(212vvvvv Nfm1v2v1v2v2v1v1v2v解：解：NdvdN)(vf dvNdvdNNmvdvNfmvvv2vv2212121)v(21 dNmvvv22121 D10、设某种气体的分子速率分布函数为、设某种气体的分子速率分布函数为f(v)，那么速率在，那么速率在v

11、 1v 2区间内的分子的平均速率为区间内的分子的平均速率为 (A) (B) (C) / (D) / 21dvvvvvf 21dvvvvvvf 21dvvvvvf 21dvvvvf 21dvvvvf 0dvvf解：解：NdvdN)(vf dvvfNdvvvfNNvdNv)()(C11、一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度降低时，、一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均碰撞频率分子的平均碰撞频率 和平均自在程和平均自在程 的变化情况是：的变化情况是：(A) 减小，但减小，但 不变不变 (B) 不变，但不变，但 减小减小 (C) 和和 都减小都减小 (D) 和和 都不

12、变都不变ZZZZZnd221vdnZ22 解：解：体积不变，那么体积不变，那么n不变，温度降低时平均速率减小。不变，温度降低时平均速率减小。RTv8A单元检测题单元检测题-填空题填空题12、在容积为、在容积为10-2 m3 的容器中，装有质量的容器中，装有质量100 g 的气体，假设气的气体，假设气体分子的方均根速率为体分子的方均根速率为200 m s-1，那么气体的压强为，那么气体的压强为_ RTv3222)(31vRT RTMPV apRTMVP521033.12003101.01 .01 解：解：13、对一定质量的理想气体进展等温紧缩假设初始时每立方米、对一定质量的理想气体进展等温紧缩假

13、设初始时每立方米体积内气体分子数为体积内气体分子数为1.961024，那么当压强升高到初始值的两，那么当压强升高到初始值的两倍时，每立方米体积内气体分子数应为倍时，每立方米体积内气体分子数应为_nkTP 241096. 1 kTPn24241092. 31096. 122 kTPn解：解：(练习册答案错练习册答案错)14、假设气体分子的平均平动动能等于、假设气体分子的平均平动动能等于1.0610-19 J，那么该气，那么该气体的温度体的温度T_K(玻尔兹曼常量玻尔兹曼常量k1.3810-23 JK-1 )221vmw kT23 kkwT323191012. 51038. 131006. 123

14、2 解：解：(练习册答案错练习册答案错)15、1 mol的单原子分子理想气体，在的单原子分子理想气体，在1 atm的恒定压强下，从的恒定压强下，从0加热到加热到100，那么气体的内能改动了，那么气体的内能改动了_J(普适气体常量普适气体常量R8.31 Jmol-1K-1 ) 解：解：JTRTRiME31025. 110031. 85 . 1232 16、体积和压强都一样的氦气和氢气、体积和压强都一样的氦气和氢气(均视为刚性分子理想气体均视为刚性分子理想气体)，在某一温度在某一温度T下混合，一切氢分子所具有的热运动动能在系统总下混合，一切氢分子所具有的热运动动能在系统总热运动动能中所占的百分比为

15、热运动动能中所占的百分比为_RTiME2 RTMPV 解：解：压强、体积、温度都一样，那么摩尔数一样。压强、体积、温度都一样，那么摩尔数一样。内能公式内能公式%5 .62355氦氦氢氢氢氢 EEE17、分子热运动自在度为、分子热运动自在度为i的一定量刚性分子理想气体，当其体积的一定量刚性分子理想气体，当其体积为为V、压强为、压强为p时，其内能时，其内能E_RTMPV PViRTiME22 解：解：18、处于重力场中的某种气体，在高度、处于重力场中的某种气体，在高度z处单位体积内的分子数处单位体积内的分子数即分子数密度为即分子数密度为n假设假设f (v)是分子的速率分布函数，那么坐标是分子的速率分布函数，那么坐标介于介于xx+dx、yy+dy、zz+dz区间内，速率介于区间内，速率介于v v + dv区间区间内的分子数内的分子数d N=_dxdydzdvvnfdN)( 解：解：参见教材第参见教材第210页页解：解：NN PPvdvvfdvvfNdfN)()()(0 19、当理想气体处于平衡态时，气体分子