问题
单项选择题
如果氢气和氦气的温度相同,摩尔数相同,那么这两种气体的(1)平均总动能是否相等;(2)平均平动动能是否相等;(3)内能是否相等()。
A.相等;相等;相等
B.不相等;相等;不相等
C.相等;不相等;相等
D.不相等;不相等;不相等
答案
参考答案:B
解析:
如果将氢气与氦气视为理想气体,因氢气为双原子分子,其平动自由度为t=3,转动自由度为r=2,振动自由度为s=0。而氦气为单原子分子,其平动自由度为t=3,转动自由度为r=0,振动自由度为s=0。
分子的总平均动能包括平均平动动能、平均转动动能和平均振动动能,
可见,氢气和氦气的平均总动能不相等。
分子的平均平动动能公式为:
[*]
故氢气和氦气的平均平动动能相等。
分子的内能公式为:
[*]
理想气体的振动自由度为s=0,理想气体的自由度为i=t+s,理想气体的内能公式为:
[*]
可见,氢气和氦气的温度相同,摩尔数相同,自由度不相等,则氢气和氦气的内能不相等。
故答案为B。
[点评] 本题考察分子的平均总动能,平均平动动能以及内能公式,掌握它们之间的联系与区别。要明确几个公式中理想气体的自由度。双原子理想气体分子,其平动自由度为t=3,转动自由度为r=2,振动自由度为s=0。单原子理想气体分子,其平动自由度为t=3,转动自由度为r=0,振动自由度为s=0。