题目
在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍,则?A. 温度为原来的4倍,压强为原来的2倍B. 温度为原来的2倍,压强为原来的4倍C. 温度和压强都提高为原来的2倍D. 温度和压强都为原来的4倍
在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍,则?
A. 温度为原来的4倍,压强为原来的2倍
B. 温度为原来的2倍,压强为原来的4倍
C. 温度和压强都提高为原来的2倍
D. 温度和压强都为原来的4倍
题目解答
答案
D. 温度和压强都为原来的4倍
解析
步骤 1:理想气体状态方程
理想气体状态方程为 \(PV=nRT\),其中 \(P\) 是压强,\(V\) 是体积,\(n\) 是物质的量,\(R\) 是理想气体常数,\(T\) 是温度。在容积不变的情况下,\(V\) 是常数,因此 \(P\) 与 \(T\) 成正比。
步骤 2:温度与分子平均速率的关系
温度 \(T\) 与分子的平均动能成正比,而分子的平均动能与分子的平均速率的平方成正比。因此,如果分子的平均速率提高为原来的2倍,那么分子的平均动能提高为原来的4倍,从而温度也提高为原来的4倍。
步骤 3:压强与温度的关系
由于在容积不变的情况下,压强 \(P\) 与温度 \(T\) 成正比,因此如果温度提高为原来的4倍,那么压强也提高为原来的4倍。
理想气体状态方程为 \(PV=nRT\),其中 \(P\) 是压强,\(V\) 是体积,\(n\) 是物质的量,\(R\) 是理想气体常数,\(T\) 是温度。在容积不变的情况下,\(V\) 是常数,因此 \(P\) 与 \(T\) 成正比。
步骤 2:温度与分子平均速率的关系
温度 \(T\) 与分子的平均动能成正比,而分子的平均动能与分子的平均速率的平方成正比。因此,如果分子的平均速率提高为原来的2倍,那么分子的平均动能提高为原来的4倍,从而温度也提高为原来的4倍。
步骤 3:压强与温度的关系
由于在容积不变的情况下,压强 \(P\) 与温度 \(T\) 成正比,因此如果温度提高为原来的4倍,那么压强也提高为原来的4倍。