发布时间 : 星期四 文章大学物理学(第三版)上课后习题答案更新完毕开始阅读
题6-10图
6-11 温度概念的适用条件是什么?温度微观本质是什么?
答：温度是大量分子无规则热运动的集体表现，是一个统计概念，对个别分子无意义．温度微观本质是分子平均平动动能的量度．
6-12 下列系统各有多少个自由度： (1)在一平面上滑动的粒子；
(2)可以在一平面上滑动并可围绕垂直于平面的轴转动的硬币；
(3)一弯成三角形的金属棒在空间自由运动． 解：()
，(
)，(
)
6-13 试说明下列各量的物理意义．
（1） （2） （3）
（4） （5） （6）
解：()在平衡态下，分子热运动能量平均地分配在分子每一个自由度上的能量均为T．
()在平衡态下，分子平均平动动能均为.
()在平衡态下，自由度为的分子平均总能量均为.
()由质量为，摩尔质量为，自由度为的分子组成的系统的内能为.
(5) 摩尔自由度为的分子组成的系统内能为.
(6) 摩尔自由度为的分子组成的系统的内能，或者说热力学体系内，1摩尔分子的平均平动动能
之总和为.
6-14 有两种不同的理想气体，同压、同温而体积不等，试问下述各量是否相同?
(1)分子数密度；(2)气体质量密度；(3)单位体积内气体分子总平动动能；(4)单位体积内气体分子的总动能．
解：()由知分子数密度相同；
()由知气体质量密度不同；
()由知单位体积内气体分子总平动动能相同；
(4)由知单位体积内气体分子的总动能不一定相同．
6-15 何谓理想气体的内能?为什么理想气体的内能是温度的单值函数?
解：在不涉及化学反应，核反应，电磁变化的情况下，内能是指分子的热运动能量和分子间相互作用势能之总和．对于理想气体不考虑分子间相互作用能量，质量为理想气体的内能．
的理想气体的所有分子的热运动能量称为
由于理想气体不计分子间相互作用力，内能仅为热运动能量之总和．即
是温度的单值函数．
6-16 如果氢和氦的摩尔数和温度相同，则下列各量是否相等，为什么?
(1)分子的平均平动动能；(2)分子的平动动能；(3)内能．
解：()相等，分子的平均平动动能都为．
()不相等，因为氢分子的平均动能，氦分子的平均动能．
()不相等，因为氢分子的内能，氦分子的内能．
6-17 有一水银气压计，当水银柱为0.76m高时，管顶离水银柱液面0.12m，管的截面积为2.0×10-4m2，当有少量氦(He)混入水银管内顶部，水银柱高下降为0.6m，此时温度为 27℃，试计算有多少质量氦气在管顶(He的摩尔质量为0.004kg·mol-1)?
解：由理想气体状态方程 得
汞的重度
氦气的压强
氦气的体积
6-18 设有(1)分布函数(2)与
个粒子的系统，其速率分布如题6-18图所示．求
的表达式；
之间的关系；
到2.0
之间的粒子数．
(3)速度在1.5
(4)粒子的平均速率．
(5)0.5
到1
区间内粒子平均速率．
题6-18图
解：(1)从图上可得分布函数表达式
满足归一化条件，但这里纵坐标是(2)由归一化条件可得
而不是
故曲线下的总面积为
，
(3)可通过面积计算(4)
个粒子平均速率
(5)
到
区间内粒子平均速率
到
区间内粒子数