大学物理学习指导(第6章 第7章习题答案).pdf
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1、山系理工大学备课紙 一 2 年月日 : 。 1 乜 一 拳 第 页 山;、理工大学备课紙 年月曰 茶羊華艰?5 一 、 基 本 要 求 1. 了解麦克斯韦分子速率分布律和速率分布曲线的物理意义。了解气体分子 热运动的最概然速率、平均速率、方均根速率的求法和意义。 1 1 2,能从宏观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系,观性质 I微观运动的统计 6 7 土瘦,缝子的 1 : 二、基本概念和主要内容 1.理想气体分子模型和统计假设 (!)平衡态:在不受外界影响的条件下,系统宏观性质不随时间变化的状态。 ()理想气体分子模型:自由弹性质点(或小球)。 ()统计假设:气体处于平衡态时,如果
2、不受外场作用,分子按位置的分布均 匀: : ) , 分 子 速 度 按 方 向 的 分 布 均 匀 ! ) 2麦克斯韦速率分布律 (工)速率分布函数 /()表示分布在速率V附近的单位速率区间的分子数占总分子数 ()理想气体分子的三种速率 I 最 概 然 速 率 由 0,求得 物理意义是:在一定温度下分布在最概然速率附近单位速率区间内的相对 分子数最多。或者说,分子分布在附近的概率最大。 I I 平均速率由;厂/(;)!求得 , ? : ;87 :产丁 I I I 方均根速率 2 : !31 丁 171 V 1 第页 山系理工大学备课纸 年 月日 3,理想气体的压强、温度 (工)压强 式 中 7
3、,是分子的平均平动动能 ()温度 3 1 2 7 ( 一 温度是分子平均平动动能的量度。 ()理想、气体状态方程的两种形式 二 I 丁 二 耵 4理想气体内能 能量均分定理 平衡状态下分子每-个自由度的平均,能为丁。 ()理想气体的内能 5 = 4 尺 丁 理想气体的内能是温度的单值函数,单原子分子I 3,双原子刚性分子I 5,多 原子刚性分子! : 6。 三 、 思 考 题 (何谓逢想气体?从微观结构来看,它与实际气体有何区别? 答所谓理想气体就是指比较稀薄的气体,即平均间距很大的分子集合。具 体地讲,理想气体(门分子本身线度与分子之间的平均距离相比可以忽略不计,分 子看作质点;()除碰撞的
4、瞬间外,分子与分子、分子与器壁间无相互作用力;() 分子之间,分子与器壁之间碰撞是完全弹胜1 1 最概然速率的物理意义如何?它是否是速2 分布中最大速率的值? 最 概 然 速 率 力 , 的 物 理 意 义 是 在 一 定 温 度 下 , 速 率 一 近 单 位 速 ! ) 内的气体分子数占总分子数的百分比最大。它并非;大速率值。 已知;)是速率分布函数,试说明以下各式的物理意义: 1 (!)/)! , 为 分 子 速 率 分 布 在 。十0区间内的分子数占总 第 山 理 工 大 学 备 课 紙 年月日 分子数的百分比: () 。2/(0)30 - 为速率在巧到巧区间内的分 子对平均速率值的贡
5、献。 、1 、当V不变时,为常数,丁增大,增大,导致增大。 51:3试指出下列各式所表示的物理意义: 1,(1)1化斗了; (?)如仏臺仏 1 答()丁为分子一个自由度上的平均能量; () 丁为自由度为2的111101理想气体的内能; ( ) 4 丁为111101自由度为!的理想气体的内能; () 丁为分子的平均平动动能或者是单原子分子的平均动能 两瓶不同种类的气体,它们的温度、压强相同,但体积不同,试问 (工)单位体积内的分子数是否相同? (!)单位体积内的气体质量是否相同? ()单位体积内的气体分子总平动动能是否相同? ()单位体积内的内能是否相同? 答 ()根据 ()分子的方均根速率;
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