单选题在标准状态下，氧气和氦气气体温度相同，它们分子的平均动能ε(＿)k和平均平动动能ε(＿)kt的关系为（　　）。Aε(＿)k和ε(＿)kt都相等Bε(＿)k相等而ε(＿)kt不相等Cε(＿)kt相等而ε(＿)k不相等Dε(＿)k和ε(＿)kt都不相等

单选题
在标准状态下，氧气和氦气气体温度相同，它们分子的平均动能ε(＿)k和平均平动动能ε(＿)kt的关系为（　　）。
A

ε(＿)k和ε(＿)kt都相等

B

ε(＿)k相等而ε(＿)kt不相等

C

ε(＿)kt相等而ε(＿)k不相等

D

ε(＿)k和ε(＿)kt都不相等

参考解析

解析：
分子的平均动能包含平动动能、转动动能，即E＝ikT。式中，k为玻尔兹曼常数，T为物质的温度，i为分子的自由度。根据能量均分定理，在温度为T的平衡状态下，物质（气体、液体或固体）分子的每一个自由度都具有相同的平均动能，其大小都等于kT/2。因此，如果某种气体的分子有t个平动自由度、r个转动自由度，即总自由度i＝t＋r，则分子的平均平动动能、平均转动动能分别为tkT/2、rkT/2，而分子的平均动能即为（t＋r）kT/2。
根据分子平动原理，分子平均平动动能ε(＿)kt＝3kT/2，因而在温度相同的条件下，O2和He的分子平均平动动能相等。又O2为双原子分子，自由度i＝5；He为单原子分子，自由度i＝3；而分子的平均动能ε(＿)k＝ikT/2，因而二者的分子平均动能不相等。

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