氧气和氢气的质量温度都相同,在不计分子势能的情况下,

问题描述:

氧气和氢气的质量温度都相同,在不计分子势能的情况下,
氢气和氧气的质量、温度都相同,在不计分子势能的情况下,下列说法正确的是( )
A、氧气的内能较大
B、氢气的内能较大.
C、两者的内能相等
D、氢气分子的平均速率较大

老师说答案是B和D,D我怎么都没弄明白为什么对,哪位能把这题每一个选项都细讲一下,谢谢.
1个回答 分类:物理 2014-10-15

问题解答:

我来补答
陆国智提示
首先要理解几个公式
气体的内能=气体的动能+气体的势能
这里题目说了,不考虑势能,所以这个时候气体的内能=动能
而气体的动能=气体的分子数*气体的平均动能
气体的平均动能只和温度有关,温度相同,每个分子的平均动能就相同,而题目说氧气和氢气质量相同,氢气较轻,分子数多,所以氢气的动能较大,内能也就较大.所以B是正确的.
同样的道理,因为氧气和氢气平均动能相同,动能公式是m×V^2×0.5,也就是分子质量×速率的平方×二分之一,动能相同,质量大的速率较小,氧气分子比氢气重,所以速率小.D也是正确的.
再问: D选项,Ek平H=Ek平O,推出1/2m(H)v2=1/2m(o)v2,这里的m(H)和m(o)是分子质量,分子质量=分子数x摩尔质量,分子数H是大于O,我假设m为单位1,n(H)=1/2,n(O)=1/16,但是摩尔质量H小于O,M(H)=2,M(O)=16,这个乘起来分子质量不是相等了吗?难道分子质量不等于分子数x摩尔质量吗?我就是这个质量不理解,难道只要看摩尔质量就能说明氧气分子比氢气重吗?
再答: Ek平H=Ek平O,推出1/2m(H)v2=1/2m(o)v2,这个没错,这个是对单个气体分子来说的。   “分子质量=分子数x摩尔质量”这个概念有点问题,应该是“分子总质量=分子数x摩尔质量”,这时分子数以摩尔为单位,而不是个。你假设m为1,那么氧气的摩尔数n氧为1/32,氢气的摩尔数n氢为1/2,所以氧气总动能=1/2m(O)V2*1/32,氢气的总动能=1/2m(H)v2*1/2,很明显氧气的动能比氢气小,具体的说氢气的动能是氧气的16倍。这里的m是单个分子质量,不是总的分子质量。
 
 
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