Question

充满气体的绝热容器，当容器口打开时，一部分气体冲出来，容器内温度降低.试从下列两个角度用分子动理论观点来分析说明.
（1）从容器口冲出去的可能性大小.（提示：速率大的气体分子比速率小的气体分子冲出去的可能性大）
（2）分子在容器出口处，前面的分子速率为v₁，后面的分子速率为v₂，如果v₁²，分子要发生碰撞，作一下简化，认为它们做正碰.试讨论一下分子碰撞对容器内温度的影响.

Answer 1

（1）速率比较大的气体分子冲出去的可能性比速率比较小的气体分子冲出去的可能性大一些，留下来的分子速率比较小，平均速率比较小，平均动能比较小.因为温度是平均动能的标志，所以温度要降低一些.
（2）在容器出口处，前面的分子速率为v₁，后面的分子速率为v₂，如果v₁²，分子要发生碰撞，作一下简化，认为它们做正碰，同时满足动量守恒和动能守恒，所以有mv₁+mv₂=mv₁′+mv₂′，mv₁²/2+mv₂²/2=mv₁²/2+mv₂²/2′解得v₁′=v₂和v₂′=v₁.即两者交换速度，原来后面的速度大，碰后速度变小了，在这个分子的后面，还有速度大的分子，与它碰撞，最后留在容器中的是速率小的分子，所以温度降低了.

 

【试题分析】