题目
下面关于能量均分原理,错误的是()。A. 只有在平衡态下才成立B. 是对大量分子统计平均所得结果C. 只适用于理想气体,对液体和固体不适用D. 不论是单原子分子还是多原子分子,其平均平动动能都一样大。
下面关于能量均分原理,错误的是()。
A. 只有在平衡态下才成立
B. 是对大量分子统计平均所得结果
C. 只适用于理想气体,对液体和固体不适用
D. 不论是单原子分子还是多原子分子,其平均平动动能都一样大。
题目解答
答案
C. 只适用于理想气体,对液体和固体不适用
解析
本题考查能量均分原理的相关知识。解题思路思路是依次分析每个选项,根据能量均分原理的定义、、适用条件等知识来判断其正确性。
- 选项A:
- 能量均分原理是指在温度为$T$的平衡态下,分子热运动的每一个自由度都具有相同的平均动能,其大小都等于$\frac{1}{2}kT$,其中$k$是玻尔兹曼常量。所以能量均分原理只有在平衡态下才成立考虑成立,该选项正确。
- 选项:
- 能量均分原理是对大量分子统计平均所得结果。因为单个分子的运动是无规则的,其能量也是随机变化的,只有对大量分子进行统计平均后,才能得到每一个自由度具有相同的平均动能这一结论,该选项正确。
- 选项:
- 能量均分原理不仅适用于理想气体,也适用于液体和固体。在液体和固体中,分子也具有一定的热运动,同样可以根据能量均分原理来分析其分子的平均动能等物理量,该选项错误。
- 选项:**
- 不论是单原子分子还是多原子分子,其平动自由度都是$3$。根据能量均分原理,在温度为$T$时,分子的平均平动动能$\overline{\varepsilon}_{k}=\frac{3}{2}kT$,只与温度有关,与分子的种类无关。所以不论是单原子分子还是多原子分子,在相同温度下其平均平动动能都一样大,该选项正确。