热学作业题.ppt
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1、热热 学学主讲人:物理系主讲人:物理系解:由理想气体状态方程得氢气的温度为解:由理想气体状态方程得氢气的温度为7-7 氢气装在氢气装在 的容器内,当的容器内,当容器内的压强为容器内的压强为 时,氢气分子的平均时,氢气分子的平均平动动能为多大?平动动能为多大?则氢气分子的平均平动动能为则氢气分子的平均平动动能为7-10 有容积为有容积为 的容器中盛有刚性双原子分的容器中盛有刚性双原子分子理想气体,其内能为子理想气体,其内能为 。(。(1)试求气体)试求气体的压强;(玻耳兹曼常量的压强;(玻耳兹曼常量 )()(2)设分子总数为设分子总数为 个,求分子的平均平动动能及个,求分子的平均平动动能及气体的
2、温度。气体的温度。解解:(1)设分子数为)设分子数为得得由由(2)由)由又又得得解:气体的温度为解:气体的温度为(1)氧气分子的平均平动动能为)氧气分子的平均平动动能为氧气分子的平均转动动能为氧气分子的平均转动动能为7-11 当温度为当温度为 时,可将气体分子视为刚性分子,时,可将气体分子视为刚性分子,求此温度下:求此温度下:(1)氧气分子的平均平动动能和平均转动动能;)氧气分子的平均平动动能和平均转动动能;(2)氧气的内能;氧气的内能;(3)氦气的内能。氦气的内能。(2)氧气的内能为)氧气的内能为(3)氦气的内能为)氦气的内能为解:氧气定向运动的动能为解:氧气定向运动的动能为内能增量为内能增
3、量为氧气的氧气的质量质量氧气的摩氧气的摩尔质量尔质量由题意,有由题意,有7-13 容积为容积为 的容器储有的容器储有 氧气,以氧气,以 的速度运动,设容器突然停止,其中氧气的的速度运动,设容器突然停止,其中氧气的 的机的机械运动的动能转化为气体分子热运动动能。求气体的械运动的动能转化为气体分子热运动动能。求气体的温度及压强各升高了多少。温度及压强各升高了多少。当容器体积不变时,由理想气体状态方程得当容器体积不变时,由理想气体状态方程得7-14 有有 个质量均为个质量均为 的同种气体分子,它们的速的同种气体分子,它们的速率分布如图所示。(率分布如图所示。(1)说明曲线与横坐标所包围的)说明曲线与
4、横坐标所包围的面积的含义;(面积的含义;(2)由)由 和和 求求 值;(值;(3)求在速)求在速率率 到到 间隔内的分子数;(间隔内的分子数;(4)求分子的平)求分子的平均平动动能。均平动动能。解:(解:(1)由于分子所允许的速)由于分子所允许的速率在率在0到到 的范围内,由归一的范围内,由归一化条件可知图中曲线下的面积化条件可知图中曲线下的面积即曲线下面积表示系统分子总数即曲线下面积表示系统分子总数(2)(3)速率在)速率在 到到 间隔间隔内的分子数为内的分子数为(4)分子速率平方的平均值按定义为)分子速率平方的平均值按定义为故分子的平均平动动能为故分子的平均平动动能为解:过程中对外作的功为
5、解:过程中对外作的功为内能的变化为内能的变化为吸收的热量吸收的热量8-7 单原子分子理想气体从状态单原子分子理想气体从状态 沿沿 pV图所示直线变化到状态图所示直线变化到状态 ,试求:(,试求:(1)气体的)气体的内能增量。(内能增量。(2)气体对外界所作的功。()气体对外界所作的功。(3)气体吸)气体吸收的热量。收的热量。解:(解:(1)因活塞可以自由移动,)因活塞可以自由移动,活塞对气体的作用力始终为大气压活塞对气体的作用力始终为大气压力和活塞重力之和,所以气体经历力和活塞重力之和,所以气体经历了等压膨胀过程。了等压膨胀过程。8-9 如图如图所示所示,在绝热壁的汽缸内盛有,在绝热壁的汽缸内
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