v2?3RT?M3?8.31?400?558m/s?332?10vp?2RT?M2?8.31?400?456m/s?332?1022、 在什么温度下氧分子的方均根速率是室温(300k)下的一半?在什么温度下氧分子的方均根速率等于273K时氢分子的方均根速率?
23、 根据麦克斯韦分布律求速率倒数的平均根 1v,并与平均根的倒数1v比较。
24、 某种气体分子在温度T1时的平均速率等于温度T2时的方均根速率,求
T1。 T2 - 15 -
25、 从麦克斯韦速率分布求v3
??1/3和 v4??1 4。
26、 N个假想的气体分子,其速率分布图如图所示,当v>5v0时,速率为零。
(1)根据N和v0求a的值;(2)求速率在2v0到3v0间隔内的分子数;(3)求分子的平均速率。
题3-26题
27、 在温度T时,氮(N2)分子的方均根速率比平均速率大50m·s-1,试求温度T。
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28、 试根据麦克斯韦速率分布律证明:分子平动动能在ε到ε+dε区间的概率为 f (ε)dε=
2??kT??2/3e??/kT?d?
其中ε=mv2/2.根据上式求分子平动动能的最概然值。
29、 在T=300K时,1mol氮(N2)处于平衡状态。试问下列量等于多少:(1)全部分子的速度的x分量之和;(2)全部分子的速度之和;(3)全部分子的速度的平方和;(4)全部分子的速度的模之和。
30、 试证明:平衡状态下单位时间碰到单位面积器壁上的分子数为数,v为分子的平均速率。
1nv。N为单位体积的分子4 - 17 -
31、 容器中大量的气体分子处于绝对温度为T的平衡态,每个分子的质量为m。分子从容器的小孔射出,求在射出的分子束中,分子的平均速率和方均根速率。
32、 飞机起飞前,舱中的压强计指示为1.0atm,温度为300K,起飞后压强计指示为0.80atm,温度仍为300K。试计算飞机距离地面的高度。(空气的平均摩尔质量28.97×10-3kg·mol-1) 解:已知P1=1atm,T1=300K,P2=0.8atm,T2=300K, 重力场中粒子的高度分布为
n2?n1e?mgh/kT?n1e?Mgh/RT
M为空气摩尔质量,所以
h??由理想气体公式PV?nRT得
RTn2RTnln?ln1 Mgn1Mgn2?P1V1?n1RT1 ?PV?nRT22?22由于机舱的体积不变即V1=V2,则
n1P1 ?n2P2所以
h??PRTn2RT8.31?3001ln?ln1?ln?1959m Mgn1MgP228.97?10?3?9.80.8既为飞机距地面的高度。
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33、 上题中的飞机上升到什么高度时,大气压强降为地面的75%?(设空气温度为273K)
34、 在容积为0.01m3的容器中,装有0.01kg气体,若气体分子的方均根速率为200m·s-1,问气体的压强是多少pa?
解:根据理想气体状态方程和气体的方均根速率,有 则
35、 玻璃瓶内装有温度T=293K的1mol单原子理想气体,为使其分子的平均速率增加1%,试问需要传给气体多少热量?
36、 今测得温度为15℃、压强为p=1.03×105pa时氩分子和氖分子的平均自由程分别为问:(1)氩分子和氖分子有效直径之比是多少?(2)温度为20℃、?A=6.3×10-8m ,?Ne=13.2×10-8m。压强为2.03×104pa时?A是多少?
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v2?3RT3pV??Mmm(v2)20.01?2002p???1.33?104pa3V3?0.01