《新编基础物理学》第七章气体动理论题解和分析

习题七 7-1 氧气瓶的容积为32,L 瓶内充满氧气时的压强为130atm。若每小时用的氧气在1atm下体积为400L。设使用过程温度保持不变，当瓶内压强降到10atm时，使用了几个小时? 分析 氧气的使用过程中，氧气瓶的容积不变，压强减小。因此可由气体状态方程得到使用前后的氧气质量。进而将总的消耗量和每小时的消耗量比较求解。 解 已知123130,10,1;Patm Patm Patm ,3221LVVVLV4003 。 质量分别为1m ，2m ，3m ,由题意可得: 11mPVRTM ○1 22mP VRTM ○2 233mP VRTM ○3 所以一瓶氧气能用小时数为: 121233313010329.61.0400mmPVP VnmP V小时 7-2 一氦氖气体激光管，工作时管内温度为 27C。压强为2.4mmHg，氦气与氖气得压强比是 7:1.求管内氦气和氖气的分数密度. 分析 先求得氦气和氖气各自得压强，再根据公式 PnkT求解氦气和氖气的分数密度。 解:依题意, 氦氖 ， 52.41.01310760PPPPa氦氖；:7 :1PP氦氖 所以 552.10.31.01310,1.01310760760PPaPPa氦氖, 根据 PnkT 所以 5223232.1 7601.013106.76101.3810300PnmkT氦氦 2139.6610PnmkT氖氖 7-3 氢分子的质量为243.310 克。如果每秒有2310个氢分子沿着与墙面的法线成45角的方向以510 厘米/秒的速率撞击在面积为 22.0cm的墙面上,如果撞击是完全弹性的,求这些氢分子作用在墙面上的压强. 分析 压强即作用在单位面积上的平均作用力，而平均作用力由动量定理求得。 解:单位时间内作用在墙面上的平均作用力为: 2cos45FmvN 2752234223.3101010102cos4522330210FmvNpPaSS 7-4 一个能量为1210ev 的宇宙射线粒子,射入一氖气管中,氖管中含有氦气0.10mol,如果宇宙射线粒子的能量全部被氖气分子所吸收而变为热运动能量,问氖气的温度升高了多少? 分析 对确定的理想气体，其分子能量是温度的单值函数，因此能量的变化对应着温度的变化。由能量守恒求解氖气的温度变化。 解: 依题意可得: 2312193 0.16.0210 k T101.6102 771.6101.28100.16.021.51.38TK 7-5 容器内贮有1摩尔某种气体。今自外界输入22.0910焦耳热量,测得气体温度升高10K.求该气体分子的自由度。 分析 理想气体分子能量只与自由度和温度有关。 解： ,2AiENkT2222.091056.021.3810A...