题目
理想气体的分子平均平动动能与温度的关系是 A. E = kTB. E = 3 kTC. E = 3/2 kTD. E = 1/2 kT
理想气体的分子平均平动动能与温度的关系是
- A. E = kT
- B. E = 3 kT
- C. E = 3/2 kT
- D. E = 1/2 kT
题目解答
答案
C
解析
考查要点:本题主要考查理想气体分子平均平动动能与温度关系的理解,涉及能量均分定理的应用。
解题核心思路:
根据能量均分定理,理想气体分子每个自由度的平均动能为$\frac{1}{2}kT$。由于分子有3个平动自由度,总平动动能需将单个自由度的动能乘以自由度数。
破题关键点:
- 明确题目中“平均平动动能”仅指平动部分的动能,不含转动或其他形式。
- 正确应用能量均分定理,计算总平动动能。
根据能量均分定理,理想气体分子每个自由度的平均动能为$\frac{1}{2}kT$。
分子在三维空间中平动有3个自由度,因此总平动动能为:
$E_{\text{平动}} = 3 \times \frac{1}{2}kT = \frac{3}{2}kT$
选项分析:
- A. $E = kT$:错误,未考虑自由度数量。
- B. $E = 3kT$:错误,混淆了自由度数与单个自由度动能的关系。
- C. $E = \frac{3}{2}kT$:正确,符合能量均分定理的计算结果。
- D. $E = \frac{1}{2}kT$:错误,仅对应单个自由度的动能。