氣體分子運動論—問題與解答

1.密閉容器內的氣體初始體積為V,壓力為P。若最終壓力變為4P,體積不變,則初始動能與最終動能之比為多少?

已知:

初始壓力(P1 ) = P

最終壓力(P2 ) = 4P

初始體積(V1 ) = V

最終體積(V2 ) = V

求:初始動能與最終動能之比(K E 1 : K E 2)

解決方案:

理想氣體的壓力(P)、體積(V)和動能(KE)之間的關係:

氣體分子運動論—問題與解答 18

初始動能與最終動能之比:

氣體分子運動論—問題與解答 19

[內部審查程序]

2. 57 ℃時理想氣體分子的平均平動動能是多少?

已知:

氣體溫度(T) = 57 ° C + 273 = 330 開爾文

波茲曼常數(k) = 1.38 × 10⁻²³焦耳/開爾文

求:平均平動動能

解決方案:

氣體動能(KE)與氣體溫度(T)的關係:

氣體分子運動論—問題與解答 3

平均平動動能:

氣體分子運動論—問題與解答 4

[內部審查程序]

3.一個密閉容器中裝有溫度為27 ° C的氣體。如果氣體的動能增加到初始動能的 2 倍,則氣體的最終溫度為…

已知:

初始溫度(T₁ ) = 27 ℃ + 273 = 300K

初始動能= KE

最終動能 = 4 K E

所需數據:最終溫度(T2)

解決方案:

氣體分子運動論—問題與解答 5

[內部審查程序]

4.一個密閉容器中的理想氣體被加熱,使得氣體粒子的最終平均速率增加到初始平均速率的3倍。如果初始氣體溫度為27 ℃,那麼理想氣體的最終溫度為…

已知:

初始溫度= 27 ℃ + 273 = 300開爾文

初速= v

末速度= 2v

求:理想氣體的最終溫度

解決方案:

氣體分子運動論—問題與解答 20

最終平均速度= 2 倍初始平均速度

氣體分子運動論—問題與解答 7

[內部審查程序]

5. 3摩爾氣體存在於36公升的體積空間。每個氣體分子的動能為5× 10⁻²¹焦耳。通用氣體常數為8.315 J/mol·K,波茲曼常數為1.38×10⁻²³ J /K。求容器內的氣體壓強。

已知:

物質的量 (n) = 3 摩爾

體積 = 36 公升 = 36 立方分米= 36 × 10⁻³米³

波茲曼常數 (k) = 1.38 × 10⁻²³ J /K

動能(KE)= 5 x 10 –21焦耳

通用氣體常數 (R) = 8.315 J/mol·K

需求:氣體壓力(P)

解決方案:

利用氣體動能方程式計算溫度。

氣體分子運動論—問題與解答 8

利用理想氣體定律方程式計算氣體壓力(以摩爾數 n 為單位):

PV = n RT

P(36×10⁻³ ) = (3)(8.315)(241.5)

P(36×10⁻³ ) = 6024.22

氣體分子運動論—問題與解答 9

氣體壓力為 1.67 x 10 5帕斯卡或 1.67 大氣壓。

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