题目
如果在一固定容器内,理想气体分子的平均速率提高为原来的2倍,那么温度T( )A. T提高为原来的2倍B. T不变C. T提高为原来的倍D. T提高为原来的4倍
如果在一固定容器内,理想气体分子的平均速率提高为原来的2倍,那么温度T( )
A. T提高为原来的2倍
B. T不变
C. T提高为原来的倍
D. T提高为原来的4倍
题目解答
答案
D. T提高为原来的4倍
解析
步骤 1:理解理想气体分子的平均速率与温度的关系
理想气体分子的平均速率与温度的关系可以通过麦克斯韦-玻尔兹曼分布来描述。平均速率与温度的平方根成正比,即:
\[ \bar{v} \propto \sqrt{T} \]
其中,\(\bar{v}\) 是分子的平均速率,\(T\) 是温度。
步骤 2:根据题目条件进行推导
题目中提到,理想气体分子的平均速率提高为原来的2倍,即:
\[ \bar{v}' = 2\bar{v} \]
根据步骤1中的关系,可以得到:
\[ \bar{v}' \propto \sqrt{T'} \]
\[ 2\bar{v} \propto \sqrt{T'} \]
\[ \bar{v} \propto \sqrt{T} \]
因此,可以得出:
\[ 2\sqrt{T} = \sqrt{T'} \]
\[ 4T = T' \]
步骤 3:得出结论
根据上述推导,可以得出温度\(T\)提高为原来的4倍。
理想气体分子的平均速率与温度的关系可以通过麦克斯韦-玻尔兹曼分布来描述。平均速率与温度的平方根成正比,即:
\[ \bar{v} \propto \sqrt{T} \]
其中,\(\bar{v}\) 是分子的平均速率,\(T\) 是温度。
步骤 2:根据题目条件进行推导
题目中提到,理想气体分子的平均速率提高为原来的2倍,即:
\[ \bar{v}' = 2\bar{v} \]
根据步骤1中的关系,可以得到:
\[ \bar{v}' \propto \sqrt{T'} \]
\[ 2\bar{v} \propto \sqrt{T'} \]
\[ \bar{v} \propto \sqrt{T} \]
因此,可以得出:
\[ 2\sqrt{T} = \sqrt{T'} \]
\[ 4T = T' \]
步骤 3:得出结论
根据上述推导,可以得出温度\(T\)提高为原来的4倍。