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[主观题]

温度为T的二维理想气体由N个质量为Ⅲ的单原子分子组成.它们只能在xy平面上面积为A的范围内运动(周围有刚性壁

温度为T的二维理想气体由N个质量为Ⅲ的单原子分子组成.它们只能在xy平面上面积为A的范围内运动(周围有刚性壁约束),这时的压强是单位长度上受到的力.试问:

答案
在xy平面上运动的二维理想气体的麦克斯韦速度分布公式

(7)式

就是二维理想气体的麦克斯韦速率分布公式.$我们知道,三维理想气体的物态方程为pV=νRT.在二维理想气体中的压强应该是作用在单位长度上的力,因而和V相对应的应该是面积A,因为只有这样才能使得pA具有能量的量纲,可以和RT的量纲相一致,所以二维理想气体的物态方程为
pA=νRT.$按照能量均分定理,理想气体每一个分子的每一个自由度均分到的动能,二维单原子分子只有2个平动自由度,所以二维理想气体的每一个分子的平均动能为kT.对于1mol气体,它的内能(也就是动能)为
Um=NAkT=RT.
其摩尔定体热容为
其摩尔定压热容为 .$要求出单位时间内碰撞到单位长度刚性壁上的分子数Γ,可以设想每十个分子只能沿±x,±y四个方向运动,其运动速率都是,则在dt时间内碰撞在△l器壁上的分子数应该等于在以△l为底,以为高的矩形的面积中的,所有向△l运动的分子数N′.dt时间内只有的分子向△l运动,这些分子的数密度,所以这个矩形中向△l运动的分子数为


下面来求.前面已经指出,二维单原子分子理想气体的每一个分子的平均动能为kT,所以

其中m为分子的质量.现在作的近似,则有

所以
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第1题

温度为T的二维理想气体由N个质量为m的单原子分子组成。它们只能在xy平面上面积为A的范围内运动(周图有刚性壁约束),这时的压强是单位长度上受到的力。试问(1)该二维理想气体的麦克斯韦速率分布是怎样的?(2)给出其物态方程表达式;(3)给出该气体摩尔定容热容和摩尔定压热容表达式;(4)给出单位时间内碰撞到单位长度刚性壁上的分子数的表达式。

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第2题

气体的体积为V,温度为T,由N个可区分的零静止质量粒子构成,粒子的能量ε和动量p有关系ε=cp,式中,c为光速.在p~
p+dp内,单粒子状态的数目为,试求该气体的物态方程和内能.
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第3题

因为固体的原子和气体分子之间有力的作用,所以在真空系统中的固体表面上会形成厚度为一个分子直径的那样一

个单分子层,设这层分子仍可十分自由地在固体表面上滑动,这些分子十分近似地形成二维理想气体.如果这些分子是单原子分子,吸附层的温度为T,试给出表示分子处于速率为v到v+dv范围内的概率f(v)dv的表达式.

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第4题

已知温度为T的混合理想气体由分子质量为m1,物质的量为ν1的分子及分子质量为m2,物质的量为ν2的分子所组成.试

已知温度为T的混合理想气体由分子质量为m1,物质的量为ν1的分子及分子质量为m2,物质的量为ν2的分子所组成.试求:

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第5题

一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子,当该系统处在温度为T的平衡态时,其内能为:()

A.(N1+N2)[(3/2)kT+(5/2)kT]

B.(1/2)(N1+N2)[(3/2)kT+(5/2)kT]

C.N1(3/2)kT++N2(5/2)kT

D.N1(5/2)kT++N2(3/2)kT

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第6题

一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子,当该系统处在温度为T的平衡态时,其内能为

A.(N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT]

B.(1/2) (N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT]

C.N1(3/2)kT+ N2(5/2)kT

D.N1(5/2)kT+ N2(3/2)kT

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第7题

一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子,当该系统处在温度为T的平衡态时,其内能为

A.(N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT]

B.(1/2) (N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT]

C.N1(3/2)kT+ N2(5/2)kT

D.N1(5/2)kT+ N2(3/2)kT

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第8题

一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子,当该系统处在温度为T的平衡态时,其内能为

A.(N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT]

B.(1/2) (N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT]

C.N1(3/2)kT+ N2(5/2)kT

D.N1(5/2)kT+ N2(3/2)kT

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第9题

1 mol单原子分子的理想气体,在p-V图上完成由两条等容线和两条等压线构成循环过程,如图所示。已知

1 mol单原子分子的理想气体,在p-V图上完成由两条等容线和两条等压线构成循环过程,如图所示。已知状态口的温度为T1,状态c的温度为T3,状态b和状态d位于同一等温线上,试求: (1)状态b的温度T; (2)循环过程的效率。

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第10题

物质的量为n的单原子理想气体等压升高温度,从T1至T2,△U等于:()

A.nCp,m△T

B.nCV,m△T

C.nR△T

D.nRln(T2 / T1)

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