题目
9.15一篮球充气后,其中有氮气8.5g,温度为17℃,在空中以 65km/h 作高速-|||-飞行。求:-|||-(1)一个氮分子(设为刚性分子)的热运动平均平动动能、平均转动动能和平均总动能;-|||-(2)球内氮气的内能;-|||-(3)球内氮气的轨道动能。

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算一个氮分子的热运动平均平动动能
氮分子的热运动平均平动动能由公式 ${\varepsilon }_{1}=\dfrac {3}{2}kT$ 给出,其中 $k$ 是玻尔兹曼常数,$T$ 是温度。将给定的温度 $T=17℃=290K$ 代入公式中,计算出平均平动动能。
步骤 2:计算一个氮分子的热运动平均转动动能
氮分子的热运动平均转动动能由公式 ${\varepsilon }_{i}=\dfrac {2}{2}kT$ 给出,其中 $k$ 是玻尔兹曼常数,$T$ 是温度。将给定的温度 $T=17℃=290K$ 代入公式中,计算出平均转动动能。
步骤 3:计算一个氮分子的热运动平均总动能
氮分子的热运动平均总动能由公式 ${\sigma }_{1}=\dfrac {5}{2}kT$ 给出,其中 $k$ 是玻尔兹曼常数,$T$ 是温度。将给定的温度 $T=17℃=290K$ 代入公式中,计算出平均总动能。
步骤 4:计算球内氮气的内能
氮气的内能由公式 $E=\dfrac {5}{2}nRT$ 给出,其中 $n$ 是氮气的摩尔数,$R$ 是理想气体常数,$T$ 是温度。将给定的氮气质量 $m=8.5g$ 转换为摩尔数,代入公式中,计算出内能。
步骤 5:计算球内氮气的轨道动能
氮气的轨道动能由公式 ${E}_{k}=\dfrac {1}{2}m{v}^{2}$ 给出,其中 $m$ 是氮气的质量,$v$ 是氮气的速度。将给定的氮气质量 $m=8.5g$ 和速度 $v=65km/h$ 代入公式中,计算出轨道动能。
氮分子的热运动平均平动动能由公式 ${\varepsilon }_{1}=\dfrac {3}{2}kT$ 给出,其中 $k$ 是玻尔兹曼常数,$T$ 是温度。将给定的温度 $T=17℃=290K$ 代入公式中,计算出平均平动动能。
步骤 2:计算一个氮分子的热运动平均转动动能
氮分子的热运动平均转动动能由公式 ${\varepsilon }_{i}=\dfrac {2}{2}kT$ 给出,其中 $k$ 是玻尔兹曼常数,$T$ 是温度。将给定的温度 $T=17℃=290K$ 代入公式中,计算出平均转动动能。
步骤 3:计算一个氮分子的热运动平均总动能
氮分子的热运动平均总动能由公式 ${\sigma }_{1}=\dfrac {5}{2}kT$ 给出,其中 $k$ 是玻尔兹曼常数,$T$ 是温度。将给定的温度 $T=17℃=290K$ 代入公式中,计算出平均总动能。
步骤 4:计算球内氮气的内能
氮气的内能由公式 $E=\dfrac {5}{2}nRT$ 给出,其中 $n$ 是氮气的摩尔数,$R$ 是理想气体常数,$T$ 是温度。将给定的氮气质量 $m=8.5g$ 转换为摩尔数,代入公式中,计算出内能。
步骤 5:计算球内氮气的轨道动能
氮气的轨道动能由公式 ${E}_{k}=\dfrac {1}{2}m{v}^{2}$ 给出,其中 $m$ 是氮气的质量,$v$ 是氮气的速度。将给定的氮气质量 $m=8.5g$ 和速度 $v=65km/h$ 代入公式中,计算出轨道动能。