题目
在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的3倍,则[]A. 温度和压强都提高为原来的3倍B. 温度为原来的3倍,压强为原来的9倍C. 温度为原来的9倍,压强为原来的3倍D. 温度和压强都为原来的9倍
在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的3倍,则[]
A. 温度和压强都提高为原来的3倍
B. 温度为原来的3倍,压强为原来的9倍
C. 温度为原来的9倍,压强为原来的3倍
D. 温度和压强都为原来的9倍
题目解答
答案
D. 温度和压强都为原来的9倍
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。在本题中,容器的体积不变,因此 V 是常数。
步骤 2:分析温度与分子平均速率的关系
根据理想气体的麦克斯韦-玻尔兹曼分布,分子的平均速率与温度的平方根成正比,即 \( \bar{v} \propto \sqrt{T} \)。因此,如果分子的平均速率提高为原来的3倍,那么温度 T 将提高为原来的 \( 3^2 = 9 \) 倍。
步骤 3:分析压强与温度的关系
根据理想气体状态方程,当体积 V 不变时,压强 P 与温度 T 成正比,即 \( P \propto T \)。因此,如果温度 T 提高为原来的9倍,那么压强 P 也将提高为原来的9倍。
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。在本题中,容器的体积不变,因此 V 是常数。
步骤 2:分析温度与分子平均速率的关系
根据理想气体的麦克斯韦-玻尔兹曼分布,分子的平均速率与温度的平方根成正比,即 \( \bar{v} \propto \sqrt{T} \)。因此,如果分子的平均速率提高为原来的3倍,那么温度 T 将提高为原来的 \( 3^2 = 9 \) 倍。
步骤 3:分析压强与温度的关系
根据理想气体状态方程,当体积 V 不变时,压强 P 与温度 T 成正比,即 \( P \propto T \)。因此,如果温度 T 提高为原来的9倍,那么压强 P 也将提高为原来的9倍。