王芝云版医用物理学课后习题答案(4)

因氮气分子的自由度为5，所以氮气气体分子的平均平动动能为

3

kT 1.5 1.38 10 23 273 5.65 10 212

J 气体分子的平均转动动能为

2

kT 1.38 10 23 273 3.76 10 212J 气体分子的总平动动能为 52kT 2.5 1.38 10 23 273 9.41 10 21

J

气体的内能为E i53

2RT 0.3 2

8.314 273 1.702 10J

第5章 液体的表面现象

5.1 解：（1）由表面张力F l得：

Fl mg

2 r

其中：一滴液体的重力mg

5 10 3

318

10 1.57 10 4N， r 0.35mm 3.5 10 4m

所以 7.15 10

3

N/m

（2）表面张力等于一滴液体的重力，即F mg 1.57 10 4N

5.4 解：A点受到的向上压强PA等于大气压强P0与附加压强2 /r两者之和，即： p A p0

2R

B点压强PB等于大气压强P0与附加压强2 /r的差，即 p p2

B0 r

根据流体静力学的基本原理，A点受到的向下压强为，由平衡条件可知，因而:

2 h PP

2 A B g g 2 g(1R 1r

) 2 7.3 10 2 1000 9.8(13 10 3 1

0.30 10 3

) 5.5 10 2(m)

5.5

解：毛细管中液面上升高度：

h

2 cos

gr

得到：

h gr

2cos

3.58 10 2 1.05 103 9.8 0.3 10 3

=

2

=5.526 10-2（N/m）

第6章 静电场

6.2 解：（1） 建立如图所示的坐标系，在导线上位置x处取一线元dx，dx所带电荷

dq dx，该电荷在M点产生的元电场强度dE沿x轴的正方向，大小为：

dEx

dx

4 0(0.2 x)2

Ex dEx

0.15

dx

4 0(0.2 x)

0.150

2

=

1 ()4 00.2 x

=

15

4 0

15 5 10 9

= 12

4 3.14 8.854 10

=6.744 102（N/C）

(2) 建立如下图所示坐标系，y轴过N点