题目
处于平衡态的双原子气体分子的平均平动动能为0.03eV,则分子的平均转动动能为( )A. 0.02eVB. 0.03 eVC. 0.04 eVD. 0.05 eV
处于平衡态的双原子气体分子的平均平动动能为0.03eV,则分子的平均转动动能为( )
- A. 0.02eV
- B. 0.03 eV
- C. 0.04 eV
- D. 0.05 eV
题目解答
答案
A.0.02eV
解析
步骤 1:理解双原子分子的自由度
双原子分子具有3个平动自由度和2个转动自由度。根据能量均分定理,每个自由度的平均能量为\( \frac{1}{2}kT \),其中\( k \)是玻尔兹曼常数,\( T \)是温度。
步骤 2:计算平动动能
题目给出双原子气体分子的平均平动动能为0.03eV。由于平动自由度有3个,每个自由度的平均能量为\( \frac{1}{2}kT \),所以3个平动自由度的总平均能量为\( \frac{3}{2}kT = 0.03eV \)。
步骤 3:计算转动动能
双原子分子的转动自由度有2个,每个自由度的平均能量为\( \frac{1}{2}kT \),所以2个转动自由度的总平均能量为\( \frac{2}{2}kT = kT \)。由于\( \frac{3}{2}kT = 0.03eV \),所以\( kT = 0.02eV \)。
双原子分子具有3个平动自由度和2个转动自由度。根据能量均分定理,每个自由度的平均能量为\( \frac{1}{2}kT \),其中\( k \)是玻尔兹曼常数,\( T \)是温度。
步骤 2:计算平动动能
题目给出双原子气体分子的平均平动动能为0.03eV。由于平动自由度有3个,每个自由度的平均能量为\( \frac{1}{2}kT \),所以3个平动自由度的总平均能量为\( \frac{3}{2}kT = 0.03eV \)。
步骤 3:计算转动动能
双原子分子的转动自由度有2个,每个自由度的平均能量为\( \frac{1}{2}kT \),所以2个转动自由度的总平均能量为\( \frac{2}{2}kT = kT \)。由于\( \frac{3}{2}kT = 0.03eV \),所以\( kT = 0.02eV \)。