大学物理下册辅导书计算作业题答案.pptx
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1、第1页/共44页第2页/共44页第3页/共44页第4页/共44页第5页/共44页第6页/共44页第7页/共44页第8页/共44页第9页/共44页第10页/共44页第11页/共44页第12页/共44页第13页/共44页第14页/共44页第15页/共44页第16页/共44页第17页/共44页第18页/共44页第19页/共44页第20页/共44页第21页/共44页第22页/共44页第23页/共44页第24页/共44页 14 有有N个质量均为个质量均为m的同种气体分子,它们的速率的同种气体分子,它们的速率分布如图所示分布如图所示.(1)说明曲线与横坐标所包围面积的)说明曲线与横坐标所包围面积的含义(含
2、义(2)由)由N和和 求求a值;(值;(3)求在速率)求在速率 到到 间隔内的分子数;(间隔内的分子数;(4)求分子的平均平动动能)求分子的平均平动动能.第26页/共44页解(解(1)由于分子所允许的速率在)由于分子所允许的速率在0到到 的范围内,的范围内,由归一化条件可知图中曲线下的面积由归一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N(2)从图中可知,在)从图中可知,在0到到 区间内区间内,而在而在 到到区间,区间,则利用归一化条件有则利用归一化条件有第27页/共44页(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
3、能为故分子的平均平动动能为(3)速率在)速率在 到到 间隔内的分子数为间隔内的分子数为第28页/共44页 1818 目前实验室获得的极限真空约为目前实验室获得的极限真空约为1.331.331010-11-11PaPa,这与距地球表面这与距地球表面1.01.010104 4kmkm处的压强大致相等。试求在处的压强大致相等。试求在2727o oC C时单位体积中的分子数及分子的平均自由程。(设时单位体积中的分子数及分子的平均自由程。(设气体分子的有效直径气体分子的有效直径d=3.0d=3.01010-8-8cmcm)解:由理想气体物态方程解:由理想气体物态方程 得分子数密度为得分子数密度为分子的平
4、均自由程为分子的平均自由程为可见分子间几乎不发生碰撞可见分子间几乎不发生碰撞第29页/共44页 2020 如果理想气体的温度保持不变,当压强降如果理想气体的温度保持不变,当压强降为原值的一半,分子的平均碰撞频率和平均自由为原值的一半,分子的平均碰撞频率和平均自由程如何变化?程如何变化?又因又因 ,故当压强减半时,平均自由程为,故当压强减半时,平均自由程为解:由分析知解:由分析知 ,当压强由,当压强由 降为降为 时时平均碰撞频率为平均碰撞频率为第30页/共44页 6-106-10 一压强为一压强为1.01.0 10 10 5 5p pa a,体积为,体积为1.01.0 10103 3m m3 3
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