下冊作業(yè)答案

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一容器內(nèi)儲有氧氣，溫度為27oC，其壓強為1.01×105Pa，求:(1)氣體分子數(shù)密度;(2)氧氣的密度;(3)分子的平均平動動能；(4)分子間的平均距離．解

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有N個質(zhì)量均為m的同種氣體分子，它們的速率分布如圖所示.（1）說明曲線與橫坐標所包圍面積的含義（2）由N和求a值；（3）求在速率到

間隔內(nèi)的分子數(shù)；（4）求分子的平均平動動能.

解（1）由于分子所允許的速率在0到的范圍內(nèi)，由歸一化條件可知圖中曲線下的面積即曲線下面積表示系統(tǒng)分子總數(shù)N（2）從圖中可知，在0到區(qū)間內(nèi)，而在到區(qū)間，則利用歸一化條件有（4）分子速率平方的平均值按定義為故分子的平均平動動能為（3）速率在到間隔內(nèi)的分子數(shù)為

12-18目前實驗室獲得的極限真空約為1.33×10-11Pa，這與距地球表面1.0×104km處的壓強大致相等。試求在27oC時單位體積中的分子數(shù)及分子的平均自由程。（設(shè)氣體分子的有效直徑d=3.0×10-8cm）解：由理想氣體物態(tài)方程得分子數(shù)密度為分子的平均自由程為可見分子間幾乎不發(fā)生碰撞12-20

如果理想氣體的溫度保持不變，當壓強降為原值的一半，分子的平均碰撞頻率和平均自由程如何變化？又因，故當壓強減半時，平均自由程為解：由分析知，當壓強由降為時平均碰撞頻率為

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一壓強為1.0105pa，體積為1.010－3m3的氧氣自0℃加熱到100℃，問：（1）當壓強不變時，需要多少熱量？當體積不變時，需要多少熱量？（2）在等壓或等體過程中各作了多少功？解根據(jù)題給初始條件得氧氣的物質(zhì)的量為

查表知氧氣的定壓摩爾熱容定體摩爾熱容（1）等壓過程中氧氣（系統(tǒng)）吸熱等體過程中氧氣（系統(tǒng)）吸熱（2）在等壓過程中而在等體過程中，因氣體的體積不變，故做功為

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如圖所示，系統(tǒng)從狀態(tài)A沿ABC變化到狀態(tài)C的過程中，外界有326J的熱量傳遞給系統(tǒng)，同時系統(tǒng)對外作功126J.如果系統(tǒng)從狀態(tài)C沿另一曲線CA回到狀態(tài)A，外界對系統(tǒng)作功為52J，則此過程中系統(tǒng)是吸熱還是放熱？傳遞熱量是多少？解系統(tǒng)經(jīng)ABC過程所吸收的熱量及對外所作的功分別為則由熱力學第一定律可得由A到C過程中系統(tǒng)內(nèi)能的增量由此可得從C到A系統(tǒng)內(nèi)能的增量為從C到A，系統(tǒng)所吸收的熱量為式中符號表示系統(tǒng)向外放熱252J

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如圖所示，使1mol氧氣（1）由A等溫地變到B；（2）由A等體地變到C，再由C等壓地變到B.試分別計算氧氣所作的功和吸收的熱量.

解（1）沿AB作等溫膨脹的過程中，系統(tǒng)作功可知在等溫過程中，氧氣吸收的熱量為（2）沿A到C再到B的過程中系統(tǒng)做功和吸熱分別為

13-190.32kg的氧氣作圖中所示循環(huán)ABCDA，設(shè)V2=2V1，T1=300K，T2=200K，求循環(huán)效率.（已知氧氣的定體摩爾熱容的實驗值Cv,

m=21.1J·mol－1·