题目
当理想气体处于平衡态时,气体分子速率分布函数为f(v),则分子速率处于最概然速率vp至∞范围内的概率ΔNN= .
当理想气体处于平衡态时,气体分子速率分布函数为f(v),则分子速率处于最概然速率vp至∞范围内的概率ΔNN= .
题目解答
答案
∫∞vpf(v)dvp
解析
考查要点:本题主要考查对理想气体分子速率分布函数的理解,特别是如何利用分布函数计算特定速率范围内的分子数概率。
解题核心思路:
速率分布函数$f(v)$的物理意义是:单位速率区间内的分子数占总分子数的比例。因此,速率在区间$[v_1, v_2]$内的分子数概率为该区间上$f(v)$的积分。题目要求计算速率从最概然速率$v_p$到无穷大的概率,直接对应积分$\int_{v_p}^{+\infty} f(v) \, dv$。
破题关键点:
- 明确速率分布函数$f(v)$的物理意义。
- 理解概率计算的本质是积分,而非直接比较速率大小。
分子速率分布函数$f(v)$的定义是:
$f(v) \, dv = \frac{\Delta N}{N}$
其中,$\Delta N$表示速率在区间$[v, v+dv)$内的分子数,$N$为总分子数。因此,速率在$[v_p, +\infty)$范围内的概率为:
$\frac{\Delta N}{N} = \int_{v_p}^{+\infty} f(v) \, dv$
关键结论:
- 积分上下限由题目要求的速率范围决定,即从最概然速率$v_p$到无穷大。
- 积分结果直接给出概率,无需额外乘除操作。