题目
(单选题) 某理想气体的=dfrac ({C)_(r)}({C)_(r)}=1.40 ,则该气体应为(本题2.5分)A.单原子分子气体B.双原子分子气体C.三原子分子气体D.四原子分子气体
(单选题) 某理想气体的
,则该气体应为(本题2.5分)
,则该气体应为(本题2.5分)- A.单原子分子气体
- B.双原子分子气体
- C.三原子分子气体
- D.四原子分子气体
题目解答
答案
B. 双原子分子气体
解析
考查要点:本题主要考查理想气体比热容比$r$与分子自由度的关系,以及不同气体分子类型对应的自由度数。
解题核心思路:
- 比热容比公式:$r = \dfrac{C_p}{C_v} = 1 + \dfrac{R}{C_v}$,其中$C_v$为定容比热容。
- 自由度与$C_v$的关系:理想气体的$C_v = \dfrac{f}{2}R$,其中$f$为分子自由度数(平动和转动自由度)。
- 分子类型与自由度:
- 单原子分子:$f = 3$(仅平动自由度)
- 双原子分子:$f = 5$(3平动 + 2转动)
- 三原子分子:$f = 6$(3平动 + 3转动)
破题关键:
通过题目中给出的$r=1.40$,反推出$C_v$,再结合自由度公式确定分子类型。
-
根据比热容比公式计算$C_v$
由$r = 1 + \dfrac{R}{C_v}$,代入$r=1.40$:
$1.40 = 1 + \dfrac{R}{C_v} \implies \dfrac{R}{C_v} = 0.40 \implies C_v = \dfrac{R}{0.40} = 2.5R$ -
结合自由度公式确定分子类型
由$C_v = \dfrac{f}{2}R$,代入$C_v=2.5R$:
$\dfrac{f}{2}R = 2.5R \implies f = 5$
自由度$f=5$对应双原子分子气体(3个平动自由度 + 2个转动自由度)。