题目
一定量氧气封闭在一密闭容器中,在平衡状态下的状态参量为P、V、T,下列说法中正确的是( )A. 气体中每个分子的速率都是(5)/(2)kTB. 当容器以速度v相对某坐标系匀速运动时,气体的温度将升高C. 当气体温度升高时,分子运动更剧烈,分子间的平均碰撞频率将增大D. 当温度降低时,压强减小,所以气体分子数密度减小
一定量氧气封闭在一密闭容器中,在平衡状态下的状态参量为P、V、T,下列说法中正确的是( )
A. 气体中每个分子的速率都是$\frac{5}{2}$kT
B. 当容器以速度v相对某坐标系匀速运动时,气体的温度将升高
C. 当气体温度升高时,分子运动更剧烈,分子间的平均碰撞频率将增大
D. 当温度降低时,压强减小,所以气体分子数密度减小
题目解答
答案
C. 当气体温度升高时,分子运动更剧烈,分子间的平均碰撞频率将增大
解析
步骤 1:分析气体分子速率分布
气体分子的速率分布遵循麦克斯韦-玻尔兹曼分布,这意味着分子的速率不是单一的值,而是分布在一个范围内。因此,每个分子的速率不会都是$\frac{5}{2}kT$,这个值是分子平均动能的表达式,而不是单个分子的速率。
步骤 2:分析容器匀速运动对气体温度的影响
当容器以速度v相对某坐标系匀速运动时,气体分子的动能会增加,但这是由于容器的机械运动带来的动能,而不是气体分子热运动的动能。因此,气体的温度不会因为容器的匀速运动而升高。
步骤 3:分析气体温度升高对分子碰撞频率的影响
当气体温度升高时,分子的平均动能增加,分子运动更剧烈,分子间的平均碰撞频率将增大。这是因为温度升高意味着分子的平均速度增加,从而增加了分子间的碰撞机会。
步骤 4:分析温度降低对气体分子数密度的影响
当温度降低时,气体的压强减小,但气体分子数密度仅与气体的体积有关,而不受温度的影响。因此,温度降低时,气体分子数密度不会减小。
气体分子的速率分布遵循麦克斯韦-玻尔兹曼分布,这意味着分子的速率不是单一的值,而是分布在一个范围内。因此,每个分子的速率不会都是$\frac{5}{2}kT$,这个值是分子平均动能的表达式,而不是单个分子的速率。
步骤 2:分析容器匀速运动对气体温度的影响
当容器以速度v相对某坐标系匀速运动时,气体分子的动能会增加,但这是由于容器的机械运动带来的动能,而不是气体分子热运动的动能。因此,气体的温度不会因为容器的匀速运动而升高。
步骤 3:分析气体温度升高对分子碰撞频率的影响
当气体温度升高时,分子的平均动能增加,分子运动更剧烈,分子间的平均碰撞频率将增大。这是因为温度升高意味着分子的平均速度增加,从而增加了分子间的碰撞机会。
步骤 4:分析温度降低对气体分子数密度的影响
当温度降低时,气体的压强减小,但气体分子数密度仅与气体的体积有关,而不受温度的影响。因此,温度降低时,气体分子数密度不会减小。