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以下是与 麦克斯韦速率分布函数的物理意义及应用 相关的试题
  • 1、在麦克斯韦速率分布律中,速率分布函数的物理意义可理解为( )。
    A、 速率为v的分子数
    B、 速率在v附近的单位速率区间的分子数
    C、 速率等于v的分子数占总分子数的比率
    D、 速率在v附近的单位速率区间的分子数占总分子数的比率

    正确答案:D
    答案解析:根据f(v)的定义
    ,式中N为平衡状态下的总分子数,dN表示速率分布在某一速率区间v~u+dv内的分子数,由定义可知f(v)的物理意义就是在速率区间内单位速率(即dv=1)间隔内的分子数与总分子数的比率(百分比)。从概率意义来说,f(v)可理解为速率v附近单位速率间隔内出现的概率,故选(D)。
    答案解析
  • 2、设某种理想气体的麦克斯韦分子速率分布函数为f(v),则速率在v1~v2区间内分子的平均速率
    表达式为( )。

    正确答案:C
    答案解析:根据玻尔兹曼分布率
    答案解析
  • 3、假设气体分子总数为N,分子速率为v,麦克斯韦速率分布函数为f(v),则Nf(v)dv的物理意义是______。
    A.分子速率在v~v+dv区间的分子数
    B.单位体积内分子速率为v的分子数
    C.分子速率为v的分子数
    D.单位体积内分子速率在v~v+dv区间的分子数

    正确答案:A
    答案解析:麦克斯韦速率分布函数的物理意义是速率在v附近的单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分比,或一个分子的速率在速率v附近单位速率区间的概率。其函数f(v)的具体形式为


    那么,Nf(v)dv=dN表示的物理含义是:在v~v+dv的速率区间内的分子数。
    所以,正确答案为A。
    答案解析
  • 4、在平衡状态下,已知气体分子麦克斯韦速率分布函数为f(v),分子质量为m,最概然速率为vp,总分子数为N,则速率大于vo的分子平均速率可表示为( )。

    正确答案:D
    答案解析:
    [解析]
    ,表示分布在这一间隔内的分子数占总分子数的百分数。
    v~v2区间的分子数可以用积分表示为


    v~v2区间的分子数占总分子数的百分数的比例为


    所以
    D项:
    表示速率大于v0的分子平均速率。这是因为,代入上式得,表示v>v0的分子的速率的总和,分母
    表示v>v0的分子的总和,它们的比值表示v>v0的分子的平均速率。
    故只有D正确。
    [点评] 本题考察用速率分布函数表示的一些量的意义。设f(v)是气体分子的速率分布函数,dN为速率分布在某一间隔v~v+dv内的分子数,
    表示分布在这一间隔内的分子数占总分子数的百分数。
    速率分布函数写为
    ,表示速率分布在v附近单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分数。
    u1~v2区间的分子数可以用积分表示为


    v1~u2区间的分子数占总分子数的百分数的比例为

    v>v0的分子的平均速率表示为


    表示速率大于v0的分子数占总分子数的百分率。 表示速率大于v0的分子的平均动能。
    表示速率大于v0的分子数。
    答案解析