Question

【題目】如圖所示，兩個絕熱的、容積相同的球狀容器A、B，用帶有閥門K的絕熱細管連通，相鄰兩球球心的高度差為h。初始時，閥門是關閉的，A中裝有2mol的氦（He），B中裝有2mol的氪（Kr），二者的溫度和壓強都相同。氣體分子之間的相互作用勢能可忽略。現打開閥門K，兩種氣體相互混合，已知兩種氣體的摩爾質量，最終每一種氣體在整個容器中均勻分布，兩個容器中氣體的溫度相同。則兩種氣體混合后的溫度________（填“高于”或“等于”或“低于”）混合前的溫度，混合后氦分子的平均速率_____（填“大于”或“等于”或“小于”）氪分子的平均速率。

Answer 1

【答案】低于 大于

【解析】

[1]因為兩種氣體混合以后重心升高，重力勢能增大，根據能量守恒定律可知內能要減小，理想氣體的內能由溫度決定，所以溫度要降低。

[2]因為混合后兩種氣體的溫度相同，兩種氣體分子的平均動能相等，而氦分子的質量小于氪分子的質量，所以混合后氦分子的平均速率大于氪分子的平均速率。