讨论课6-题目(气体分子运动论)_485801316.doc

讨论课(六)气体分子运动论 参考教材：《大学物理习题讨论课指导》上、下册(沈慧君王虎珠) 教学要求： 1、 理解和掌握理想气体状态方程、理想气体压强和温度的微观统计意义、能量均分定理; 2、 理解和掌握速率分布函数及麦克斯韦速率分布律，理解玻耳兹曼分布律； 3、 理解和掌握范德瓦耳斯方程、平均自由程、平均碰撞频率等概念； 4、 理解气体中三种输运过程的物理本质及规律。 讨论题1.令金属棒的一端插入冰水混合的容器，另一端与沸水接触，待一段时间后棒上各 处的温度不随时间变化，这时金属棒是否处于平衡态？为什么？ 讨论题4.把一个长方形容器用一个绝热而无摩擦的隔板分开。最初平衡时，左边为0。(：的 C02,右边为20 OC的H2。试分析当左边C02温度增至5 °C,右边H2温度增至30。(：时，隔 板是否移动？如何移动？ 讨论题5.当盛有理想气体的密封容器相对某惯性系运动时，有人说：“容器内的气体分子 相对该惯性系的速度也增大了，从而气体的温度因此就升高了。”试分析这种说法对不对？ 为什么？若容器突然停止运动，容器内气体的状态将如何变化？ 讨论题〔2.若盛有某种理想气体的容器漏气，使气体的压强、分子数密度各减为原来的一 半，问气体的内能以及气体分子的平均动能是否改变？为什么？ 讨论题13.在恒压下,加热理想气体，则气体分子的平均自由程和平均碰撞频率将如何随 温度的变化而变化？怎样理解？ 讨论题14.范德瓦尔斯方程为(p + a/t}2)(u — b) = RT,我们所说的气体压强是指 p + a/u2,还是p?式中D 代表什么意义？ 计算题5. 一长为L,半径为片=2cm的蒸汽导管，外面包着一层厚度为2cm的绝热材料 (x = 0.1W/(m?K)),蒸汽的温度为100。(2,绝热套的外表面温度为2(TC，保持恒定。 试问绝热材料柱层中不同半径处的温度梯度dT/dr是否相同？ 单位时间内单位长度传出的热量是多少？ 加题1.求麦克斯韦速度分布中速度分量％满足以下条件的分子数占总分子数的比率. TOC \o 1-5 \h \z (1)大于2%; (2)在％ ?1.01D,之间. “ 加题2.速率分布函数如图.求:⑴5,(2) ⑶ p, (4)设粒子质量m,求粒子按动能的分布 加° ——-Z : 。(￡) / : 加题3.何谓速度空间？速度空间中的一点代表什么？ ° 一个体积元duxduyduz代表什么？如何求在速度空间 中代表点的数密度？速度分布函数8厂成2质,但速率分布却xf/g弟2如，为什么？ *加题4.何谓状态空间？状态空间中的一点代表什么？ 一个体积元dxdydzduxduydu.代表 什么？如何求在状态空间中代表点的数密度？从玻尔兹曼分布律如何求得分子按高度的分 布函数？ *计算题1.当1摩尔水蒸气分解成同温度的氢气和氧气时，热运动动能增加了百分之几？ （不计振动自由度） *号题由老师根据讨论课的具体进度决定是否课上讨论。