,
用体积V除以上式,得
,
其中 是气体的密度,为已知量,代入上式得
.
由上式解出T,得
.
(2)范德瓦尔斯常量可以表示为
, (1)
. (2)
由式(2)得
, (3)
将式(3)代入式(1),得
.
由上式可以解得临界温度
.
将TK的表达式代入式(3),得
.
8-24 一定量的理想气体,分别在体积不变和压强不变的条件下升温,分子的碰撞频率和平均自
由程将怎样变化?
解
当体积不变时:
,
由上式可见,在N和V一定的情况下,
,碰撞频率随温度上升而增大。
平均自由程可以表示为
,
可见,在N和V一定的情况下,平均自由程与温度无关。
当压强不变时:
,
上式表明,在压强不变的情况下, ,碰撞频率随温度上升而减小。
平均自由程可以表示为
,
所以,在压强不变时, ,平均自由程随温度上升而增大。
8-25 设氮分子的有效直径为3.8?10?10 m,求:
(1)在标准状态下的碰撞频率和平均自由程;
(2)在温度不变而压强降为2.0?10?4 Pa时,碰撞频率和平均自由程。
解
(1)标准状态 到
、 ,代入碰撞频率和平均自由程的表达式,分别得
,
.
(2)将 、 代入以上两式,可以分别求得
,
.
也可以这样来处理:
,
即
.
将已知各量代入上式,可以求得 。
对于平均自由程也可以作同样的处理,即
,
所以
.
8-26 当温度为27℃时,电子管内的真空度为1.0?10?5 mmHg,残余气体分子的有效直径为3.0?10?10 m,求:
(1)单位体积中的分子数;
(2)平均自由程和碰撞频率。
解
(1)单位体积中的分子数
.
(2)平均自由程
.
碰撞频率为
.
8-28 由实验测得在标准状态下氦气的黏度为? = 1.89?10?5Pa?s,求:
(1)平均自由程度;