B1气体动理论.ppt

phypzq@ 热学第1章 气体分子的热运动 热力学体系：物质是由大量的分子和原子组成的；各种热现象都是这些分子无规则运动的宏观表现 Brownian Motion 分子的数量大得不可思议，而且运动是混乱的 力学体系 气体分子运动理论-----运用统计的方法，求大量分子微观量的统计平均值，从而解释热现象及其规律； 热力学------从实验观察出发，总结出热现象的基本规律，从宏观上研究热现象及其规律。 马修斯－－麦克菲实验 （1959） 麦克斯韦速率分布 不同速度的分子数 Maxswell 速率分布律 （ distribution of molecular speeds） N分子总数，m0分子质量，T温度 k波尔兹曼常数 速度为v附近，在单位速度间隔内分子数 Maxswell 速率分布律 （ distribution of molecular speeds） 速度为v附近，在单位速度间隔内分子数 速度为v附近，在单位速度间隔内分子数占总分子数的比例 三种特征速率的一般定义及计算方法： 其物理意义为；对大量分子而言，则vp附近间隔中出现的分子数最多。对单个分子而言，出现这种速率的概率最大。在速率分布曲线图最高点对应的速率。 最概然速率（最可几速率）（ most probable speed） R摩尔气体常数（8.3Jmol/K)，M摩尔质量。 这种速率在研究分子碰撞时要用到。 平均速率（ average speed） R摩尔气体常数（8.3Jmol/K)，M摩尔质量。 这种速率在研究分子平均能量和气体内能时要经常用到。 (root mean square speed) 方均根速率 R摩尔气体常数（8.3Jmol/K)，M摩尔质量。 理想气体的麦克斯韦速率分布及三种特征速率： 理想气体状态方程： N分子总数，T温度 k波尔兹曼常数 R摩尔气体常数（8.3Jmol/K)， v摩尔数。 问到香味的时间长 气体分子的碰撞频率和平均自由程 气体分子的碰撞频率和平均自由程的计算 单位时间气体分子的碰撞次数 单位时间气体分子扫过的体积 气体分子的平均自由程 分子的数量大得不可思议，而且运动是混乱的 统计 平均 热力学体系 热学第1章总结 理想气体的麦克斯韦速率分布及三种特征速率： 理想气体状态方程： 平均碰撞次数： 平均自由程： 例 一组由质量为 的粒子，求平均速度，方均根速度和平均动能 210 390 585 724 608 430 246 132 Ni 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 vi 【例】设容器中有3150个氮气分子，其中有：100个分子的速率为100m/s；500个分子的速率200m/s；2000个分子的速率为300m/s；400个分子的速率为400m/s；100个分子的速率为500m/s；50个分子的速率为600m/s 。求该气体系统分子的平均速率、方均根速率和平均平动动能。 解：由统计平均值的定义： 热学第1章习题 4，5，6，7，8 压强的微观计算 宏观 微观 x y z L L L 一个分子碰撞的动量改变 大量分子碰撞 压强 03/05/99 热学第1章 气体分子的热运动