题目
处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同,分子的平均平动动能也相同,则它们()A.温度,压强均不相同B.温度相同,但氦气压强大于氮气的压强C.温度,压强都相同D.温度相同,但氦气压强小于氮气的压强
处于平衡状态的一瓶氦气和一瓶氮气的分子数密度相同,分子的平均平动动能也相同,则它们()
A.温度,压强均不相同
B.温度相同,但氦气压强大于氮气的压强
C.温度,压强都相同
D.温度相同,但氦气压强小于氮气的压强
题目解答
答案
根据已知条件,氦气和氮气的分子数密度相同,分子的平均平动动能也相同。根据理想气体状态方程 PV = nRT,其中 P 是气体的压强, V 是气体的容积, n 是气体的分子数, R 是气体常数, T 是气体的温度。通过对比选项,我们可以得出以下结论:
A. 温度、压强均不相同:根据题目条件,分子的平均平动动能相同,因此温度相同,但由于没有给出关于压强的信息,无法确定压强是否相同,因此选项 A 不正确。
B. 温度相同,但氦气压强大于氮气的压强:题目中没有给出氦气和氮气的压强之间的比较关系,因此无法确定氦气的压强是否大于氮气的压强,因此选项 B 不正确。
C. 温度、压强都相同:根据已知条件,分子数密度相同,分子的平均平动动能相同,因此它们的温度相同,并且没有给出关于压强的具体信息,所以不能确定压强是否相同。因此,选项 C 温度、压强都相同是符合题目给出条件的。
D. 温度相同,但氦气压强小于氮气的压强:根据题目条件,无法确定氦气的压强是否小于氮气的压强,因此选项 D 不正确。
综上所述,根据题目的已知条件,我们只能确定温度相同,无法确定压强是否相同,因此正确答案为选项 C 温度、压强都相同。
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 是气体的压强,V 是气体的容积,n 是气体的分子数,R 是气体常数,T 是气体的温度。分子数密度相同意味着每单位体积内的分子数相同,而分子的平均平动动能相同意味着温度相同。
步骤 2:分析温度
由于分子的平均平动动能相同,根据理想气体的温度定义,温度相同。因此,氦气和氮气的温度相同。
步骤 3:分析压强
由于分子数密度相同,且温度相同,根据理想气体状态方程 PV = nRT,可以得出压强 P 与分子数密度 n 和温度 T 成正比。因此,氦气和氮气的压强也相同。
理想气体状态方程为 PV = nRT,其中 P 是气体的压强,V 是气体的容积,n 是气体的分子数,R 是气体常数,T 是气体的温度。分子数密度相同意味着每单位体积内的分子数相同,而分子的平均平动动能相同意味着温度相同。
步骤 2:分析温度
由于分子的平均平动动能相同,根据理想气体的温度定义,温度相同。因此,氦气和氮气的温度相同。
步骤 3:分析压强
由于分子数密度相同,且温度相同,根据理想气体状态方程 PV = nRT,可以得出压强 P 与分子数密度 n 和温度 T 成正比。因此,氦气和氮气的压强也相同。