大学物理下册辅导书计算作业题答案.ppt

3 一容器内储有氧气，温度为27oC，其压强为1.01105Pa，求:(1)气体分子数密度;(2)氧气的密度;(3)分子的平均平动动能；(4)分子间的平均距离,解,14 有N个质量均为m的同种气体分子，它们的速率分布如图所示.（1）说明曲线与横坐标所包围面积的含义（2）由N和 求a值；（3）求在速率 到 间隔内的分子数；（4）求分子的平均平动动能.,（4）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,（3）速率在 到 间隔内的分子数为,18 目前实验室获得的极限真空约为1.3310-11Pa，这与距地球表面1.0104km处的压强大致相等。试求在27oC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d=3.010-8cm）,解：由理想气体物态方程 得分子数密度为,分子的平均自由程为,可见分子间几乎不发生碰撞,20 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程如何变化？,又因，故当压强减半时，平均自由程为,6-10 一压强为1.010 5pa，体积为1.0103m3的氧气自0加热到100，问：（1）当压强不变时，需要多少热量？当体积不变时，需要多少热量？（2）在等压或等体过程中各作了多少功？,解 根据题给初始条件得氧气的物质的量为,查表知氧气的定压摩尔热容,定体摩尔热容,（1）等压过程中氧气（系统）吸热,等体过程中氧气（系统）吸热,（2）在等压过程中,而在等体过程中，因气体的体积不变，故做功为,6-11 如图所示，系统从状态A沿ABC变化到状态C的过程中，外界有326J的热量传递给系统，同时系统对外作功126J.如果系统从状态C沿另一曲线CA回到状态A，外界对系统作功为52J，则此过程中系统是吸热还是放热？传递热量是多少？,解 系统经ABC过程所吸收的热量及对外所作的功分别为,则由热力学第一定律可得由A到C过程中系统内能的增量,由此可得从C到A系统内能的增量为,从C到A，系统所吸收的热量为,式中符号表示系统向外放热252J,6-16 如图所示，使1mol氧气（1）由A等温地变到B；（2）由A等体地变到C，再由C等压地变到B.试分别计算氧气所作的功和吸收的热量.,解（1）沿AB作等温膨胀的过程中，系统作功,可知在等温过程中，氧气吸收的热量为,（2）沿A到C再到B的过程中系统做功和吸热分别为,6-19 0.32kg的氧气作图中所示循环ABCDA，设V2=2V1，T1=300K，T2=200K，求循环效率.（已知氧气的定体摩尔热容的实验值Cv,m=21.1 Jmol1K1）,解 根据分析，因AB、CD为等温过程，循环过程中系统作的净功为,循环过程中系统吸热的总量为,