题目
两种理想气体的温度相等,则它们的A. 分子的平动动能一定相等B. 分子的动能一定相等C. 分子的平均平动动能一定相等D. 分子的平均转动动能一定相等
两种理想气体的温度相等,则它们的
A. 分子的平动动能一定相等
B. 分子的动能一定相等
C. 分子的平均平动动能一定相等
D. 分子的平均转动动能一定相等
题目解答
答案
C. 分子的平均平动动能一定相等
解析
本题考查理想气体分子的平动动能、动能、平均平动动能和平均转动动能的相关知识。解题思路是根据理想气体分子的平动动能、动能、平均平动动能和平均转动动能的计算公式,结合题目中两种理想气体温度相等的条件,逐一分析每个选项。
选项A分析
分子的平动动能公式为$E_{k}=\frac{3}{2}kT$,其中$k$为玻尔兹曼常量,$T$为温度。虽然两种理想气体温度相等,但分子的质量不一定相等,根据公式可知分子的平动动能不一定相等,所以选项A错误。
选项B分析
分子的动能包括平动动能和转动动能等,其大小与分子的质量、温度以及分子的转动状态等有关。由于两种理想气体分子的质量不一定相等,即使温度相等,分子的动能也不一定相等,所以选项B错误。
选项C分析
分子的平均平动动能公式为$\overline{E_{k}}=\frac{3}{2}kT$,其中$k$为玻尔兹曼常量,$T$为温度。因为两种理想气体温度相等,根据公式可知分子的平均平动动能一定相等,所以选项C正确。
选项D分析
分子的平均转动动能公式为$\overline{E_{r}}=\frac{1}{2}kT$,其中$k$为玻尔兹曼常量,$T$为温度。虽然两种理想气体温度相等,但分子的转动状态与分子的质量、温度以及分子的转动自由度等有关,不同分子的转动自由度可能不同,所以分子的平均转动动能不一定相等,所以选项D错误。