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          對于同一個物理問題,常常可以從宏觀和微觀兩個不同角度進行研究。
          (1)如圖所示,正方體密閉容器中有大量運動粒子,每個粒子質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量,為簡化問題,我們假定:粒子大小可以忽略,其速率均為v,且與器壁各面碰撞的機會均等,與器壁碰撞前后瞬間,粒子速度方向都與器壁垂直,且速率不變,利用所學(xué)力學(xué)知識:
          ①求一個粒子與器壁碰撞一次受到的沖量大小I;
          ②導(dǎo)出容器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關(guān)系(注意:解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量,要在解題時做必要的說明)。
          (2)“溫度是分子平均動能的標志”可以表示為T=α
          E
          k
          (α為物理常量)。查閱資料還可得到下信息:
          第一,理想氣體的模型為氣體分子可視為質(zhì)點,分子間除了相互碰撞外,分子間無相互作用力;
          第二,一定質(zhì)量的理想氣體,其壓強p與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系式為p=nkT,式中n為單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù),k為常數(shù)。
          請根據(jù)上述信息并結(jié)合第(1)問的信息完成證明:T=α
          E
          k
          ,并求出α的表達式。

          【答案】(1)①一個粒子與器壁碰撞一次受到的沖量大小為2mv。
          ②器壁單位面積所受的大量粒子的撞擊壓力f與m、n和v的關(guān)系f=
          1
          3
          nmv2
          (2)證明見解析,α的表達式為a=
          2
          3
          k
          【解答】
          【點評】
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          發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:176引用:4難度:0.4
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