大学物理 第十六单元 能量均分原理 内能.doc

十六单元 能量均分原理 内能 [课本内容] 马文蔚，第四版，上册 [6]-[40] [典型例题] 例16-1．水蒸气分解为同温度T的氢气和氧气，即H2O→H2﹢0.502。内能增加了多少？ （A）50％ （B）25％ （C）66.7％ （D）0 提示： （ B ） 例16-2．容器内盛有理想气体，其密度为1.24×10-2kg/m3,温度为273K，压强为1.0×10-2atm,试求： （1） （2）气体的摩尔质量，并确定它是什么气体？ （3）气体分子的平动动能和转动动能各为多少？ （4）容器单位体积内分子的总平动动能和转动动能各为多少？ （5）若该气体有0.3摩尔，其内能是多少？ 解：这里， (1) 由 得 (2) 由 ，得 “氮气” （3）， （4）由 p=nkT, 得 n=， ， （5） 例16-3．有2×10-3m3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102J . （1）试求气体的压强 ； （2）设分子总数为5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度。 （玻耳兹曼常量k=1.38×10-22J·K-1） 解：(1) (2) 练习十六 一、选择题： 16-1. 1 mol刚性双原子分子理想气体，当温度为T时，其内能为 ［ ］ (A) ． (B) ． (C) ． (D) ． （式中R为普适气体常量，k为玻尔兹曼常量） 提示：故选C 16-2. 在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比 V1 / V2=1 / 2 ，则其内能之比E1 / E2为: ［ ］ (A) 3 / 10． (B) 1 / 2． (C) 5 / 6． (D) 5 / 3． 提示：1mol的氧气内能 2mol的He的内能 故选C 16-3. 两个相同的容器，一个盛氢气，一个盛氦气(均视为刚性分子理想气体)，开始时它们的压强和温度都相等，现将6 J热量传给氦气，使之升高到一定温度．若使氢气也升高同样温度，则应向氢气传递热量 ［ ］ (A) 12 J． (B) 10 J． (C) 6 J． (D) 5 J． 提示：由题可设为1mol 对： 对： 故选B 16-4. 在容积V＝4×10-3 m3的容器中，装有压强P＝5×102 Pa的理想气体，则容器中气体分子的平动动能总和为 ［ ］ (A) 2 J． (B) 3 J． (C) 5 J． (D) 9 J． 提示：选B 16-5. 两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则： ［ ］ (A) 两种气体分子的平均平动动能相等． (B) 两种气体分子的平均动能相等． (C) 两种气体分子的平均速率相等． (D) 两种气体的内能相等． 提示：温度相同，所以相同 故选A 16-6．一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为 ［ ］ (A) (N1+N2) (kT+kT)． (B) (N1+N2) (kT+kT)． (C) N1kT+N2kT． (D) N1kT+ N2kT． 提示：分子的平均能量可表示为 对于单原子分子： 对于双原子分子： 二、选择题 16-7. 1 mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27℃，这瓶氧气的内能为________________J