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文檔簡介
1.3:分子運動速率分布規(guī)律
【考點歸納】
考點一:氣體分子熱運動的特點
考點二:分子運動速率分布圖像
考點三:氣體壓強的微觀意義
【知識歸納】
知識點一、氣體分子運動的特點
1.氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍左右,通常認為除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,氣體分子不受力的作
用,做勻速直線運動.
2.在某一時刻,向著任何一個方向運動的分子都有,而且向各個方向運動的氣體分子數(shù)目幾乎相等.
知識點二、分子運動速率分布圖像
1.溫度越高,分子熱運動越劇烈.
2.氣體分子速率呈“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布.當溫度升高時,某一分子在某一時刻它的速率不一定增加,
但大量分子的平均速率一定增加,而且“中間多”的分子速率值增加(如圖所示).
知識點三:氣壓
1.氣體壓強的產(chǎn)生
單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的,但是大量分子頻繁地碰撞器壁,就會對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力.所以從分
子動理論的觀點來看,氣體的壓強等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力.
2.決定氣體壓強大小的因素
(1)微觀因素
①與氣體分子的數(shù)密度有關(guān):氣體分子數(shù)密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大,在單位時間內(nèi),與單位面積器
壁碰撞的分子數(shù)就越多,氣體壓強就越大.
②與氣體分子的平均速率有關(guān):氣體的溫度越高,氣體分子的平均速率就越大,每個氣體分子與器壁碰撞時(可視
為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大;從另一方面講,分子的平均速率越大,在單位時間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次
數(shù)就越多,累計沖力就越大,氣體壓強就越大.
(2)宏觀因素
①與溫度有關(guān):體積一定時,溫度越高,氣體的壓強越大.
②與體積有關(guān):溫度一定時,體積越小,氣體的壓強越大.
3.氣體壓強與大氣壓強的區(qū)別與聯(lián)系
氣體壓強大氣壓強
①因密閉容器內(nèi)的氣體分子的數(shù)密度①由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球
一般很小,由氣體自身重力產(chǎn)生的壓而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強.如
強極小,可忽略不計,故氣體壓強由果沒有地球引力作用,地球表面就沒有
氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生大氣,從而也不會有大氣壓強
區(qū)別
②大小由氣體分子的數(shù)密度和溫度決②地面大氣壓強的值與地球表面積的乘
定,與地球的引力無關(guān)積,近似等于地球大氣層所受的重力值
③氣體對上下左右器壁的壓強大小都③大氣壓強最終也是通過分子碰撞實現(xiàn)
是相等的對放入其中的物體產(chǎn)生壓強
聯(lián)系兩種壓強最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而產(chǎn)生的
【題型歸納】
題型一:氣體分子熱運動的特點
1.(2023下·河南安陽·高二安陽一中)體積恒定時,一定量理想氣體的溫度升高,其分子的()
A.平均碰撞次數(shù)將增大B.平均碰撞次數(shù)將減小
C.平均自由程將增大D.平均自由程將減小
2.(2023·高二課時練習)下列關(guān)于氣體分子熱運動特點的說法中正確的是()
A.氣體分子的間距比較大,所以不會頻繁碰撞
B.氣體分子的平均速率隨溫度升高而增大
C.氣體分子的運動速率可由牛頓運動定律求得
D.當溫度升高時,氣體分子的速率將偏離正態(tài)分布
3.(2023·高二課時練習)對于氣體分子的運動,下列說法正確的是()
A.一定溫度下氣體分子的碰撞十分頻繁,同一時刻,氣體分子沿各個方向運動的機會(概率)相等
B.一定溫度下氣體分子的速率一般不相等,但速率很大和速率很小的分子數(shù)目相對較少
C.一定溫度下氣體分子做雜亂無章的運動,可能會出現(xiàn)某一時刻所有分子都朝同一方向運動的情況
D.當溫度升高時,其中某10個分子的平均速率可能減小
題型二:分子運動速率分布圖像
4.(2023下·河南焦作·高二??茧A段練習)概率統(tǒng)計的方法是科學研究中的重要方法之一,以下是某一定質(zhì)量的氧
氣(可看成理想氣體)在0℃和100℃時統(tǒng)計出的速率分布圖,由圖像分析以下說法正確的()
A.其中某個分子,100℃時的速率一定比0℃時要大
B.100℃時圖線下對應的面積比0℃時要小
C.如果兩種情況氣體的壓強相同,則100℃時單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)比0℃時少
D.如果兩種情況氣體的體積相同,則100℃時單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)與0°C時相同
5.(2023下·江蘇徐州·高二統(tǒng)考期中)如圖,絕熱密閉容器中有一個氣球,氣球內(nèi)、外為溫度相同的同種理想氣體。
已知膨脹的氣球內(nèi)部壓強總是大于外部壓強,且隨氣球體積的增大而減小?,F(xiàn)氣球因某種原因緩慢漏氣,與漏氣前
相比,()
A.氣球外部氣體的壓強保持不變
B.氣球外部氣體分子平均動能增大
C.氣球內(nèi)部所有氣體分子的動能都增大
D.氣球內(nèi)部氣體的分子速率分布圖峰值將向左移
6.(2023下·陜西西安·高二統(tǒng)考期末)圖甲是一定質(zhì)量的某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線;圖乙是
兩分子系統(tǒng)的勢能Ep與兩分子間距離r的關(guān)系曲線。下列說法正確的是()
A.甲:同一溫度下,氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布
B.甲:氣體在①狀態(tài)下的內(nèi)能小于②狀態(tài)下的內(nèi)能
C.乙:當r大于r1時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力
D.乙:在r由r1變到r2的過程中分子力做負功
題型三:氣體壓強的微觀意義
7.(2023下·廣東·高二校聯(lián)考期末)氧氣分子在不同溫度下的分子速率分布規(guī)律如圖所示,實線1、2對應的溫度
分別為T1、T2,則下列說法正確的是()
A.曲線2與曲線1對應的氧氣分子平均速率相等
B.T1、T2溫度下,某一速率區(qū)間的分子數(shù)占比可能相同
C.隨著溫度的升高,氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大
D.將T1、T2溫度下的氧氣混合后,對應的曲線可能是圖中的虛線
8.(2023下·山東聊城·高二統(tǒng)考期末)關(guān)于分子動理論,下列說法中正確的是()
A.圖甲中,油酸分子直徑等于一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積與它形成油膜面積的比值
B.圖乙為分子力F隨分子間距r變化的關(guān)系圖像,r從0.9r0增大到5r0過程中,分子勢能先變大后變小
C.圖丙為同一氣體不同溫度下分子的速率分布圖,則溫度T2<T1
D.圖丁為布朗運動的示意圖,溫度越高,微粒越大,布朗運動越明顯
9.(2023下·上海浦東新·高二華師大二附中校考期末)如圖,曲線Ⅰ和Ⅱ為某種氣體在不同溫度下的分子速率分布
曲線,則下列說法正確的是()
A.曲線Ⅰ對應狀態(tài)的氣體分子平均動能更小
B.曲線Ⅰ與橫軸所圍面積更大
C.曲線Ⅱ與橫軸所圍面積更大
D.說明單個分子做無規(guī)則運動具有一定的規(guī)律性
【課堂過關(guān)精練】
一、單選題
10.(2023下·廣西欽州·高二統(tǒng)考期末)一定質(zhì)量的某種理想氣體,在0°C和100°C溫度下氣體分子的運動速率分
布曲線如圖所示。結(jié)合圖像,下列說法正確的是()
A.0°C溫度下的圖像與橫軸圍成的面積更大
B.100°C溫度下,低速率分子占比更小,氣體分子的總動能更大
C.相同體積下,0°C的氣體對應的氣體壓強更大
D.相同體積下,100°C的氣體在單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)更少
11.(2023下·北京朝陽·高二統(tǒng)考期末)從分子動理論的觀點來看,氣體分子間距離比較大,分子間的作用力很弱,
氣體對容器的壓強源于氣體分子的熱運動。當它們飛到器壁時,就會跟器壁發(fā)生碰撞(可視為彈性碰撞),對器壁
產(chǎn)生作用力從而產(chǎn)生壓強,如圖所示。設(shè)氣體分子的質(zhì)量為m,氣體分子熱運動的平均速率為v。下列說法正確的
是()
A.氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,可視為勻速直線運動
B.在某一時刻,向各個方向運動的氣體分子數(shù)目差距很大
C.每個氣體分子跟器壁發(fā)生碰撞過程中,施加給器壁的沖量大小為2mv
D.若增大氣體體積,則氣體壓強一定減小
12.(2023下·廣東·高二廣東梅縣東山中學校聯(lián)考階段練習)如圖,曲線I和II為某種氣體在不同溫度下的分子速
率分布曲線,則()
A.曲線I對應狀態(tài)的溫度更高B.曲線II與橫軸所圍面積更大
C.曲線I與橫軸所圍面積更大D.曲線I對應狀態(tài)的氣體分子平均速率更小
13.(2023下·北京海淀·高二101中學校考期中)關(guān)于氣體的壓強,下列說法正確的是()
A.單位體積內(nèi)的分子數(shù)越多,氣體的壓強就越大
B.分子的平均動能越小,氣體的壓強就越小
C.氣體的壓強是由于分子間的斥力引起的
D.氣體壓強是由于分子頻繁撞擊器壁引起的
14.(2023下·湖南衡陽·高二??计谀┠撤N氣體在兩種不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示,圖中f(v)
表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,則下列說法正確的是()
A.氣體分子的速率都呈“中間多,兩頭少”的分布
B.高溫狀態(tài)下分子速率的分布范圍相對較小
C.圖線a對應氣體分子平均動能較大的情形
D.某個氣體分子在高溫狀態(tài)時的速率一定大于在低溫狀態(tài)時的速率
15.(2023下·貴州黔東南·高二??茧A段練習)根據(jù)分子動理論,氣體分子運動的劇烈程度與溫度有關(guān),氧氣分子
在0℃和100℃溫度下分子運動速率分布圖像如圖,下列說法正確的是()
A.低溫狀態(tài)下所有分子的速率均小于高溫狀態(tài)下每個分子的速率
B.不論溫度有多高,速率很大和很小的分子總是多數(shù)分子
C.溫度變化時,“中間多、兩頭少”的分子分布規(guī)律不會發(fā)生改變
D.曲線給出的是任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目
【高分突破精練】
一、單選題
16.(2023下·甘肅張掖·高二高臺縣第一中學??茧A段練習)下列說法正確的()
A.由圖甲可知,狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高,且兩條曲線與橫坐標軸包圍的面積相同
B.由圖乙可知,氣體由狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,氣體分子平均動能一直增大
C.由圖丙可知,當分子間的距離r>r0時,分子間作用力隨分子間距離的增大先減小后增大
D.由圖丁可知,在分子間距離由r=r1到r=r2的過程中分子間作用力做負功
17.(2023下·云南曲靖·高二宣威市第六中學??茧A段練習)如圖所示,自嗨鍋是一種自熱火鍋,加熱時既不用火
也不插電,主要利用發(fā)熱包內(nèi)的物質(zhì)與水接觸,釋放出熱量。自嗨鍋的蓋子上有一個透氣孔,如果透氣孔堵塞,容
易造成爆炸,非常危險,下列說法中正確的是()
A.自嗨鍋爆炸的瞬間,盒內(nèi)氣體的內(nèi)能增大
B.自嗨鍋爆炸的短時間內(nèi),單位時間單位面積上分子撞擊容器壁的次數(shù)增多
C.爆炸短時間內(nèi),溫度迅速降低,分子平均速率減小
D.能夠聞到自嗨鍋內(nèi)食物的香味是布朗運動
N
18.(2023下·內(nèi)蒙古赤峰·高二赤峰二中校考階段練習)如圖是氧氣分子在不同溫度0C和100C下的速率分布,
N
是分子數(shù)所占的比例。由圖線信息可得到的正確結(jié)論是()
A.同一溫度下,速率大的氧氣分子數(shù)所占的比例大
B.溫度升高使得速率較小的氧氣分子所占的比例變小
C.在任何速率區(qū)間內(nèi),溫度越高,處于該速率區(qū)間內(nèi)的氧氣分子所占比例都越小
D.100C時圖像與橫軸圍成的面積大于0C時的面積
二、多選題
19.(2023下·山西陽泉·高二陽泉市第一中學校??计谥校└鶕?jù)分子動理論,氣體分子運動的劇烈程度與溫度有關(guān),
氧氣分子在0℃和100℃溫度下分子運動速率分布圖像如圖,下列說法正確的是()
A.不論溫度有多高,速率很大和很小的分子總是多數(shù)分子
B.溫度升高時,速率大的分子數(shù)增多
C.溫度升高時,每一個分子的速率都會增大
D.溫度變化時,“中間多、兩頭少”的分子分布規(guī)律不會發(fā)生改變
20.(2023下·黑龍江哈爾濱·高二哈九中??茧A段練習)研究表明,大量氣體分子整體的速率分布遵從一定的統(tǒng)計
規(guī)津。圖示為氧氣分子在0°C和100°C兩種溫度下速率分布情況,下列說法正確的是()
A.在0°C和100°C下,氧氣分子平均動能一樣大
B.圖中實線對應于氧氣分子在100°C時的情形
C.0°C和100°C對應的曲線與橫軸圍成的面積不相等
D.各溫度下,氧氣分子的速率分布都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律,且溫度升高使得速率較小的氧氣分
子數(shù)所占的比例變小
N
21.(2023下·河北保定·高二統(tǒng)考期中)氧氣分子在溫度為0℃和100℃下的速率分布如圖所示,是分子數(shù)所占
N
的比例。由圖中信息可得到的正確結(jié)論是()
A.同一溫度下,速率大的氧氣分子數(shù)所占的比例大
B.100℃時圖像的面積等于0℃時的面積
C.溫度越高,一定速率范圍內(nèi)的氧氣分子數(shù)所占的比例越小
D.溫度升高使得速率較小的氧氣分子數(shù)所占的比例變小
22.(2023下·高二單元測試)關(guān)于密閉容器中氣體的壓強,下列說法正確的是()
A.壓強是由氣體受到的重力產(chǎn)生的
B.壓強是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁而產(chǎn)生的
C.壓強的大小取決于氣體分子數(shù)密度的多少和氣體溫度的高低
D.容器運動的速度越大,氣體的壓強也越大
23.(2023下·云南昆明·高二昆明一中??计谥校┫铝嘘P(guān)于容器內(nèi)一定質(zhì)量的氣體說法中正確的是()
A.氣體壓強是由于氣體分子無規(guī)則運動撞擊器壁而產(chǎn)生的
B.氣體的溫度升高時,分子的熱運動變得劇烈,分子的平均動能增大,撞擊器壁時對器壁的作用力增大,從
而氣體的壓強一定增大
C.氣體的體積變小時,單位體積的分子數(shù)增多,單位時間內(nèi)打到器壁單位面積上的分子數(shù)增多,從而氣體的
壓強一定增大
D.氣體的溫度越高,氣體的體積越小時,氣體的壓強越大
24.(2021下·內(nèi)蒙古赤峰·高二??计谥校╆P(guān)于容器內(nèi)理想氣體的壓強,下列說法正確的是()
A.等于分子作用在器壁單位面積上的平均作用力的大小
B.等于單位時間內(nèi),分子作用在器壁單位面積上的平均作用力的大小
C.若溫度不變,單位時間內(nèi)、單位面積上與器壁碰撞的分子數(shù)越多,壓強越大
D.分子的平均動能增大時,壓強一定增大
25.(2024·全國·高二專題練習)如圖所示的“空氣彈簧”是由多個充氣橡膠圈疊加制成,其“勁度系數(shù)”與圈內(nèi)充氣的
多少有關(guān)。橡膠圈內(nèi)充氣越多,則()
A.橡皮圈越容易被壓縮B.橡皮圈越不容易被壓縮
C.空氣彈簧的“勁度系數(shù)”越大D.空氣彈簧的“勁度系數(shù)”越小
26.(2023下·陜西西安·高二長安一中??茧A段練習)某種氣體在兩種溫度下的氣體分子速率分布曲線分別如圖中
實線和虛線所示,橫坐標u表示分子速率,縱坐標表示單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,下列說法正確
的是()
A.圖中兩條曲線與橫坐標軸所圍面積相等B.溫度升高,曲線峰值向左移動
C.圖中虛線對應的溫度高于實線對應的溫度D.圖中實線對應于氣體分子平均動能較大的情形
27.(2023下·全國·高二期末)麥克斯韋速率分布律是分子動理論的重要結(jié)論之一,它是研究氣體分子碰撞、大量
分子熱運動服從統(tǒng)計規(guī)律性等問題的重要理論依據(jù),正確理解它對學習熱學非常有用。速率分布曲線表明速率很小
和很大的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率都較小,而具有中等速率的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率較高,當vvp時,f(v)
取極大值,vp稱為最概然速率,也稱最可幾速率,其物理意義是,如果把整個速率范圍分成許多相等的小區(qū)間,則
分布在vp所在小區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比最大。下列說法正確的是()
A.如圖所示因這些是概率分布,所以麥克斯韋速率分布曲線與v軸圍成的面積為1
B.在有限速率區(qū)間v1~v2內(nèi)曲線下的陰影面積為其物理意義是,速率分布在v1~v2的分子數(shù)占總分子數(shù)的百
分比,或一個分子的速率在v1~v2內(nèi)的概率
C.任何溫度下氣體分子速率分布圖像都一樣
D.溫度降低時,每個氣體分子速率都增大
E.曲線反映某溫度時氧氣分子速率呈“中間多,兩頭少”的分布
28.(2023下·河南新鄉(xiāng)·高二校聯(lián)考階段練習)一定質(zhì)量的某種理想氣體,在0℃和100℃溫度下氣體分子的運動速
率分布曲線如圖所示。結(jié)合圖像,下列說法正確的是()
A.0℃溫度下的圖像與橫軸圍成的面積更大
B.100℃溫度下,低速率分子占比更小,氣體分子的總動能更大
C.相同體積下,100℃的氣體對應的氣體壓強更大
D.相同體積下,100℃的氣體在單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)更少
29.(2023下·山東聊城·高二山東聊城一中校考階段練習)概率統(tǒng)計的方法是科學研究中的重要方法之一,以下是
一定質(zhì)量的氧氣(可看成理想氣體)分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖所示,橫坐標表示速率,縱坐標表示某
一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。由圖可知()
A.①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低
B.隨著溫度的升高,氧氣分子中速率小的分子所占的比例會減小
C.兩種溫度下相比較,在①狀態(tài)下,氧氣分子中速率大的分子占總分子的比例相對較大
D.如果兩種情況氣體的壓強相同,則單位時間內(nèi)與容器壁單位面積碰撞的分子數(shù)②狀態(tài)時比①狀態(tài)時少
30.(2023下·河南洛陽·高二校聯(lián)考階段練習)某種氣體在兩種不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示,圖
中f(v)表示各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比,則下列說法正確的是()
A.氣體分子的速率都呈“中間多,兩頭少”的分布
B.高溫狀態(tài)下分子速率的分布范圍相對較大
C.圖線a對應氣體分子平均動能較大的情形
D.某個氣體分子在高溫狀態(tài)時的速率一定大于在低溫狀態(tài)時的速率
31.(2023下·云南昆明·高二??计谥校╆P(guān)于下面熱學中的五張圖片所涉及的相關(guān)知識,描述正確的是()
A.甲是分子間的作用力跟距離的關(guān)系圖,當rr0時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力
B.要達到乙圖的實驗效果,應先將一滴油酸酒精溶液滴入水面,再把痱子粉撒在水面上
C.丙圖中對同一氣體而言,實線對應的氣體分子溫度高于虛線對應的氣體分子溫度
D.丁圖中,懸浮在液體中的顆粒越大,布朗運動表現(xiàn)得越明顯
32.(2023下·湖北宜昌·高二校聯(lián)考期中)氧氣分子在0C和100C溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分
比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是()
A.圖中兩條曲線下面積不相等
B.圖中虛線對應于氧氣分子平均動能較大的情形
C.圖中實線對應于氧氣分子在100C時的情形
D.與0C時相比,100C時氧氣分子速率出現(xiàn)在0~500m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小
33.(2022下·高二單元測試)如圖所示,氧氣在0C和100C兩種情況下,單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百
分比與分子速率間的關(guān)系。由圖可知()
A.虛線是氧氣在100C時的速率分布圖
B.兩條曲線與坐標軸圍成的圖形的面積相等
C.所有氧氣分子0C時的速率小于100C時的速率
D.同一溫度下,氣體分子速率分布總呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的特點
34.(2023·高二課時練習)如圖1所示,一個內(nèi)壁光滑的絕熱氣缸,氣缸內(nèi)用輕質(zhì)絕熱活塞封閉一定質(zhì)量理想氣體。
現(xiàn)向活塞上表面緩慢倒入細砂,如圖2為倒入過程中氣體先后出現(xiàn)的分子速率分布圖像,則()
A.曲線②先出現(xiàn),此時氣體內(nèi)能比曲線①時大
B.曲線①先出現(xiàn),此時氣體內(nèi)能比曲線②時小
C.曲線②和曲線①下方的面積相等
D.曲線②出現(xiàn)時氣體分子單位時間對缸壁單位面積撞擊次數(shù)比曲線①時少
35.(2022下·廣東深圳·高二??计谥校溈怂鬼f得出的氣體分子速率分布規(guī)律并不神秘,它跟你的學習和生活十
分接近。下面左圖是氧氣分子在0C和100C兩種不同情況下的速率分布情況。下面右圖所示是一條古老的石階,
它記錄著千千萬萬人次的腳印。關(guān)于正態(tài)分布,下列表述正確的是()
A.人們在這條石階上走上走下時,腳踏在中間的多,踏在兩邊的少,因此每一個臺階的中間都比兩邊磨損得
多,顯出正態(tài)分布的特征
B.溫度升高使得速率較小的氧氣分子所占比例變小,溫度為100C的氧氣分子平均速率較大
C.高二年級在級長、班主任和物理老師的精心管理和教學下,本次期中考試的物理平均分較上次有較大提升,
每個學生的物理成績比上次都有提高
D.本次期中考試,如果試卷難度適宜,大多數(shù)同學分數(shù)在平均分左右,高分和低分學生占比都不大
36.(2022下·山東濟寧·高二統(tǒng)考期末)一容積不變的容器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氮氣(視為理想氣體),在不同溫度下
分子速率分布如圖所示,縱坐標表示各速率區(qū)間的氮氣分
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