一定质量的理想气体,在温度不变的条件下,当压强降低时,分子的平均碰撞次数和平均自由程的变化情况是:()。
A 、和都增大
B 、和都减小
C 、减小而增大
D 、增大而减小
【正确答案:D】
理想气体状态方程,其中n为单位体积内的分子数,即分子数密度温度不变,压强降低,则n减小。分子的平均自由 程为 ,因此λ增大。
宏观上给你解释一下,一定量的气体,表示分子个数不变,温度降低而压强不变时,体积必会缩小,即单位体积内的分子个数增加了,换个说法,也就是表示分子的密度增大了,当然碰撞容器壁的机率就增大了。
一定质量的理想气体,在温度不变的情况下,它的内能是不变的。那么可由热力学第一定律 ∆E=W+Q 知,气体吸热后,必对外界做相等数值的功。气体对外做功的过程,是气体的体积增大的过程,由 PV/T=常量 得,T不变,V增大,必有压强P减小。所以,它的压强变小,内能不变。注:一定质量的理想气体,它的内能等于总的分子动能,总分子动能=平均动能*总分子数目因分子数目是一定的,在温度不变时,对应分子的平均动能不变,所以可知总的分子动能不变,即内能不变。
p=nkt。p为压强,n为单位体积内分子数。k为波尔兹曼常数。t是热力学温度。当t减小p不变时说明n由于某种原因增大。而体重说明总量不变。说明是体积减小。由平均自由程公式可知其碰撞次数增加。
定性地讲。一定量气体分子的压强仅和分子单位面积碰撞次数和分子动量有关。温度降低,分子平均动能降低。也就是分子平均动量降低。这个可以从麦克斯韦分布律严格得出。若维持压强不变。则必然碰撞次数增加。