题目
13在相同温度下,2摩尔氢气和1摩尔氦气分别放在两个容积相同的容器中。试求两气体(1)分子平均平动动能之比;(2)分子平均总动能之比;(3)内能之比;(4)方均根速率之比;(5)压强之比(6)密度之比
13在相同温度下,2摩尔氢气和1摩尔氦气分别放在两个容积相同的容器中。试求两气体(1)分子平均平
动动能之比;(2)分子平均总动能之比;(3)内能之比;(4)方均根速率之比;(5)压强之比(6)密度之比
题目解答
答案

解析
步骤 1:分子平均平动动能之比
分子的平均平动动能只与温度有关,与气体种类无关。因此,氢气和氦气的分子平均平动动能之比为1:1。
步骤 2:分子平均总动能之比
分子的平均总动能与温度和自由度有关。氢气的自由度为5(3个平动自由度和2个转动自由度),氦气的自由度为3(3个平动自由度)。因此,氢气和氦气的分子平均总动能之比为5:3。
步骤 3:内能之比
内能与摩尔数和温度有关。氢气和氦气的摩尔数分别为2和1,自由度分别为5和3。因此,氢气和氦气的内能之比为10:3。
步骤 4:方均根速率之比
方均根速率与温度和摩尔质量有关。氢气和氦气的摩尔质量分别为2和4。因此,氢气和氦气的方均根速率之比为$\sqrt{2}:\sqrt{1}=2:1$。
步骤 5:压强之比
压强与摩尔数和温度有关。氢气和氦气的摩尔数分别为2和1。因此,氢气和氦气的压强之比为2:1。
步骤 6:密度之比
密度与摩尔数和摩尔质量有关。氢气和氦气的摩尔数分别为2和1,摩尔质量分别为2和4。因此,氢气和氦气的密度之比为1:1。
分子的平均平动动能只与温度有关,与气体种类无关。因此,氢气和氦气的分子平均平动动能之比为1:1。
步骤 2:分子平均总动能之比
分子的平均总动能与温度和自由度有关。氢气的自由度为5(3个平动自由度和2个转动自由度),氦气的自由度为3(3个平动自由度)。因此,氢气和氦气的分子平均总动能之比为5:3。
步骤 3:内能之比
内能与摩尔数和温度有关。氢气和氦气的摩尔数分别为2和1,自由度分别为5和3。因此,氢气和氦气的内能之比为10:3。
步骤 4:方均根速率之比
方均根速率与温度和摩尔质量有关。氢气和氦气的摩尔质量分别为2和4。因此,氢气和氦气的方均根速率之比为$\sqrt{2}:\sqrt{1}=2:1$。
步骤 5:压强之比
压强与摩尔数和温度有关。氢气和氦气的摩尔数分别为2和1。因此,氢气和氦气的压强之比为2:1。
步骤 6:密度之比
密度与摩尔数和摩尔质量有关。氢气和氦气的摩尔数分别为2和1,摩尔质量分别为2和4。因此,氢气和氦气的密度之比为1:1。