第四章
一,选择题:
1.理想气体等压膨胀时,分子平均字有程与温度的关系为( )
A. B. C. D.
2.理想气体定压膨胀时,分子的碰撞频率与温度的关系为( )
A. B. C. D.
3.用下列哪几种办法可使气体分子的碰撞频率减少( )
A. B. C. D.
4.若容器内贮有一摩尔的气体。设分子的碰撞频率为,问容器内所有分子在1秒内总共碰撞次数为( )
A. B. C. D.
5.混合气体由两种分子组成,其有效直径分别为。如果考虑这两种分子相互碰撞,则碰撞截面为( )
A. B. C. D.
6.在一定压强下,都随温度的升高而增大,实验结果,当升高时,的增大都比预期的结果更加显著,定性解释实验结果是( )
A.由于温度升高增大的缘故 B.没有考虑速率按麦氏分布 C粗略认为是处碰前距 D.略有减少
7.麦克真空计最高测量气体的压强的数量级为( )
A. B. C. D.
8.气体分子的平均相对速率与平均速率的关系是( )
A. B C. D
9.的理论值与实验值偏差所以很大,一个主要原因是( )
A.理论计算中没有考虑有个速率分布 B.没有考虑略有减少 C.没有考虑无关的结论 D.搞不清原因
10.一定量气体先经过等容过程使温度升高一倍,再经过等温过程使体积增大一倍,那么平均自由程为原来的( )
A.2倍 B.倍 C.倍 D.不变
11.在等容过程中,平均自由程随温度的变化关系为( )
A. B. C.与无关 D.
二,计算题(应用)15个
若在下,的平均自由程为米,在什么压强下平均自由程为1毫米?设温度保持不变。
2. (p141 7题)今测得温度为、压强为时氩分子和氖分子的平均自由程分别为,问:(1)氩分子和氖分子的有效直径之比是多少?(2)时,为多大?(3)时,为多大?
3.(p142 14题)今测得氮气在时的粘滞系数为,计算氮分子的有效直径。已知氮的分子量为28。
4.已知在标准状况下的粘滞系数为。
5.求空气在。
6.(p142 16题)氧气在标准状态下的扩散系数为,求氧分子的平均自由程。
7.(p142 17题)已知氦气和氩气的原子量分别为4和40,它们在标准状况下的粘滞系数分别为,求:(1)氩分子与氦分子的碰撞截面之比;(2)氩气与氦气的导热系数之比;(3)氩气与氦气的扩散系数之比。
8.热水瓶胆两壁间的距离,其间充满温度为的氦气,氮分子的有效直径为,问瓶胆两壁间的压强降低到多大数值时,氮的才比它在大气压的数值小,从而使其具有隔热作用。(关键;只有当时,才能有隔热作用,则可求。)
9.氮分子的有效直径为,求在标准状况下的和连续两次碰撞之间的平均时间。
10.(p141 3题)氧分子的有效直径为,求其碰撞频率。已知;(1)氧气的温度为;(2)氧气的温度为。
11.(p141 4题)某种气体分子在时的平均自由程为,(1)已知,求气体的压强。(2)求分子在的路程上与其它分子的碰撞次数。
12.(p141 5题)若在下,氧分子的平均自由程为,在什么压强下,其平均自由程为?设温度保持不变。
13.(p141 6题.)电子管的真空度约为,设气体分子的有效直径为,求时单位体积内的分子数、平均自由程和碰撞频率。
14.(p142 15 题)今测得氮气在时的导热系数为,定容摩尔热量为,试计算氮分子的有效直径。
15.一氢分子的方均根速率从炉中送出而进入冷的氩气室中,室内氩气密度为。求氢分子的速率为多大?把氢分子和氩分子都看作为球体,则相互碰撞时,它们中心问结得最近的距离是多大?最初阶段,氢分子每秒内受到的碰撞次数。
三,(分析综合)计算题
1.(p141 8题)在气体放电管中,电子不断与气体分子相碰。因电子的速率远远大于气体分子的平均速率,所以后者可认为是静止不动的。设电子的“有效直径”比起气体分子的有效直径来可以忽略不计。电子与气体分子的碰撞截面为多大?证明:电子与气体分子碰撞的平均自由程为为气体分子的数密度。
2.在等容过程中,等压过程中平均自由程如何随温度变化?在等温过程中,绝热过程中,平均自由程如何随压强变化?
3. 时需将阳极射线管抽到多高的真空度(以表示)才能保证从阳极发射出来的电子有能到达远的阳极而在途中不与空气分子想碰?()
4.设法使带电油滴在平行板电容气两极板间所受的电场力与重力平衡,则可求出油滴的带电量,这就是历史上著名的首次测定电子电荷的密立根油滴实验之基本原理。实验中油滴的密度使已知的,但为求得重力还应知道其半径r。为此,考虑不加外场,当油滴的重力和周围空气的粘滞力相等时油滴匀速v下降。若空气密度和也为已知,试问求r之方法;
5.在极度稀薄的气体中,有两平行板A和B各以和速率平行运动。试证:作用在两板相向面单位面积上的粘滞力为;
6.在极度稀薄的气体中,有两平行板A和B。各自的温度为试证:在单位时间内,通过单位面积因温度差传热Q= 1/6(-);
7.同上面第八题;
8. 18(1);
四,实验题—分析综合:
1. 19;
2. 20;