
若H2和He两种气体的温度与物质的量均相同,则它们的平均平动动能与平均总动能为 A. 平均平动动能与平均总动能均相同 B. 平均平动动能与平均总动能均不相同 C. 平均平动动能相同,平均总动能不相同 D. 平均平动动能不相同,平均总动能相同
我们来一步步分析这个问题。
气体种类:(双原子分子)、(单原子分子)
温度 相同
物质的量 相同
问:平均平动动能与平均总动能(每个分子的)是否相同。
经典统计力学中,由能量均分定理:
每个分子的平动自由度数为 3,与分子结构无关(单原子、双原子都一样)。
平均平动动能:
与气体种类无关,只与温度有关。
所以在 相同时,H 与 He 的每个分子的平均平动动能相同。
分子总动能 = 平动动能 + 转动动能 + 振动动能(忽略振动,一般室温下振动不激发)。
He:单原子分子,只有平动自由度 3,
平均总动能 = 。
H:双原子分子(室温下,转动自由度已激发,振动未激发),有平动自由度 3(贡献 ) + 转动自由度 2(贡献 ),
平均总动能 = 。
所以 平均总动能不同(He 为 ,H 为 )。
平均平动动能相同
平均总动能不同
即选项 C。