题目
一瓶氮气和一瓶氧气均处于平衡态下,若其温度相同,压强相同,则其()A. 分子平均平动动能相同,分子数密度相同B. 分子平均平动动能相同,分子数密度不同C. 分子平均平动动能不同,分子数密度相同D. 分子平均平动动能不同,分子数密度不同
一瓶氮气和一瓶氧气均处于平衡态下,若其温度相同,压强相同,则其()
A. 分子平均平动动能相同,分子数密度相同
B. 分子平均平动动能相同,分子数密度不同
C. 分子平均平动动能不同,分子数密度相同
D. 分子平均平动动能不同,分子数密度不同
题目解答
答案
A. 分子平均平动动能相同,分子数密度相同
解析
步骤 1:理解理想气体状态方程
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。对于相同温度和压强的两种气体,如果体积相同,那么它们的物质的量 \(n\) 也相同,即分子数密度相同。
步骤 2:分子平均平动动能与温度的关系
分子平均平动动能与温度的关系为 \(\frac{1}{2}mv^2=\frac{3}{2}kT\),其中 \(m\) 是分子质量,\(v\) 是分子速度,\(k\) 是玻尔兹曼常数,\(T\) 是温度。由于温度相同,所以分子平均平动动能也相同。
步骤 3:分子数密度的比较
由于两种气体的温度和压强相同,根据理想气体状态方程,如果体积相同,那么它们的物质的量 \(n\) 也相同,即分子数密度相同。
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。对于相同温度和压强的两种气体,如果体积相同,那么它们的物质的量 \(n\) 也相同,即分子数密度相同。
步骤 2:分子平均平动动能与温度的关系
分子平均平动动能与温度的关系为 \(\frac{1}{2}mv^2=\frac{3}{2}kT\),其中 \(m\) 是分子质量,\(v\) 是分子速度,\(k\) 是玻尔兹曼常数,\(T\) 是温度。由于温度相同,所以分子平均平动动能也相同。
步骤 3:分子数密度的比较
由于两种气体的温度和压强相同,根据理想气体状态方程,如果体积相同,那么它们的物质的量 \(n\) 也相同,即分子数密度相同。