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  • 1. (2021高三上·北京开学考) 对于同一个物理问题,常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究。

    1. (1) 如图所示,正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为 ,单位体积内粒子数量 为恒量,为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略,其速率均为 ,且与器壁各面碰撞的机会均等,与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变,利用所学力学知识。

      ①求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小

      ②导出容器壁单位面积所受粒子压力 的关系(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明);

    2. (2) “温度是分子平均动能的标志”可以表示为 为物理常量)。查阅资料还可得到下信息:

      第一,理想气体的模型为气体分子可视为质点,分子间除了相互碰撞外,分子间无相互作用力;

      第二,一定质量的理想气体,其压强 与热力学温度 的关系式为 ,式中 为单位体积内气体的分子数, 为常数;

      请根据上述信息并结合第(1)问的信息完成证明: ,并求出 的表达式。

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