對(duì)于同一物理問(wèn)題,常常可以從宏觀(guān)與微觀(guān)兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。
在正方體密閉容器中有大量某種氣體的分子,每個(gè)分子質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)分子數(shù)量n為恒量。為簡(jiǎn)化問(wèn)題,我們假定:分子大小可以忽略;分子速率均為v,且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等;分子與器壁碰撞前后瞬間,速度方向都與器壁垂直,且速率不變。
(1)求一個(gè)氣體分子與器壁碰撞一次,器壁給分子的沖量的大小;
(2)每個(gè)分子與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等,則正方體的每個(gè)面有六分之一的幾率。如圖若正方形邊長(zhǎng)為a,忽略分子間相互碰撞,請(qǐng)計(jì)算正方體內(nèi)能與某個(gè)器壁(例如圖中陰影部分器壁)發(fā)生一次碰撞的總分子個(gè)數(shù)N;
(3)大量氣體分子對(duì)容器壁持續(xù)頻繁地撞擊就形成了氣體的壓強(qiáng)。若已知一定質(zhì)量的理想氣體,其壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系式為p=nkT,式中n為單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù),k為常數(shù)。分析說(shuō)明:溫度是分子平均動(dòng)能(即12mv2)的標(biāo)志。
1
2
m
v
2
【答案】(1)一個(gè)氣體分子與器壁碰撞一次,器壁給分子的沖量的大小為2mv;
(2)正方體內(nèi)能與某個(gè)器壁發(fā)生一次碰撞的總分子個(gè)數(shù)為;
(3)證明見(jiàn)解析。
(2)正方體內(nèi)能與某個(gè)器壁發(fā)生一次碰撞的總分子個(gè)數(shù)為
1
6
n
a
3
(3)證明見(jiàn)解析。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:213引用:2難度:0.4
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1.一氣泡從湖底上升到湖面,若溫度保持不變,則氣泡中的氣體分子( )
A.平均動(dòng)能減小 B.對(duì)氣泡壁單位面積的平均作用力減小 C.平均動(dòng)能增大 D.對(duì)氣泡壁單位面積的平均作用力增大 發(fā)布:2024/12/8 17:0:1組卷:151引用:3難度:0.9 -
2.下列說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>
A.沙塵暴中所有沙塵顆粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng) B.在真空高溫條件下,可以利用擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料中摻入其他元素 C.一定質(zhì)量的冰融化成同溫度的水時(shí),其分子動(dòng)能和分子勢(shì)能均不變 D.氣體溫度升高時(shí),氣體分子的平均速率增大,分子撞擊器壁的作用力增大,氣體壓強(qiáng)一定增大 發(fā)布:2024/12/16 11:0:2組卷:57引用:2難度:0.8 -
3.教室內(nèi)的空氣會(huì)通過(guò)門(mén)窗的縫隙與外界相通,所以冬天的早晨教室內(nèi)的溫度也較低,同學(xué)們進(jìn)入教室后打開(kāi)空調(diào),溫度逐漸升高。設(shè)外界大氣壓為p0,則此過(guò)程中( )
A.教室內(nèi)所有空氣分子的動(dòng)能都變大 B.教室內(nèi)空氣分子的平均動(dòng)能變大 C.教室內(nèi)墻壁單位面積受到分子的撞擊力變大 D.教室內(nèi)墻壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到分子的撞擊次數(shù)變大 發(fā)布:2024/12/11 3:30:1組卷:98引用:1難度:0.7
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