3-0气体动理论wps案例.ppt

* * . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 概率 粒子在第 格中出现的可能性大小 . 归一化条件 各方向运动概率均等 方向速度平方的平均值 各方向运动概率均等 2）分子各方向运动概率均等 分子运动速度 气体压强的成因：压强是气体分子给容器壁冲量的统计平均量 3.理想气体的压强 3-3分子运动z 3-3体压强的解释d * * 设 边长分别为 x、y 及 z 的长方体中有 N 个全同的质量为 m 的气体分子，计算 A1壁面所受压强 . * * 分子施于器壁的冲量 单个分子单位时间施于器壁的冲量 x方向动量变化 两次碰撞间隔时间 单位时间碰撞次数 单个分子遵循力学规律 * * 单位时间 N 个粒子对器壁总冲量 大量分子总效应 单个分子单位时间施于器壁的冲量 器壁 所受平均冲力 * * 气体压强 统计规律 分子平均平动动能 器壁 所受平均冲力 * * 统计关系式 压强的物理意义 宏观可测量量 微观量的统计平均值 压强是大量分子对时间、对面积的统计平均结果 . 问 为何在推导气体压强公式时不考虑分子间的碰撞 ？ 分子平均平动动能 张召忠：中国卫星可观测“零下700度物体”(/a000417.htm) 2014年4月13日CCTV4 《海峡两岸》节目中，军事专家张召忠 (微博)谈马航MH370失联事件，当讲到红外遥感卫星时，说“零下700度以上的物体”都能被观测到。 绝对零度(理论上宇宙最低温度)是零下273.15摄氏度，零下700度实在不可理喻，央视还堂而皇之地打了字幕。 零下700度物体 3-4理想气体的温度 玻耳兹曼常量 理想气体状态方程 * * 理想气体压强公式 宏观可测量 微观量的统计平均值 分子平均平动动能 * * 分子平均平动动能 温度 T 的物理意义 3）在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等。 1） 温度是分子平均平动动能的量度 （反映热运动的剧烈程度）. 2）温度是大量分子的集体表现，个别分子无意义. 微观量的统计平均值 宏观可测量量 * * 热运动与宏观运动的区别：温度所反映的是分子的无规则运动，它和物体的整体运动无关，物体的整体运动是其中所有分子的一种有规则运动的表现. 注意 3-5人体冷冻视频 3-5冷冻的金鱼视频 例题3-2 ——确定物体位置的独立坐标数目 例 x y z 0 1、质点—— x y z i =3 平动自由度 2、刚性细杆 位置x y z 方向 ? ? ? ? i =5 （3 平动+2 转动） 3-5自由度 * x y z 0 3、刚体 位置 x y z 方向 ? ? 自转角度 ? i =6 （3 平动+3 转动） ? ? ——多原子 （常温） * 1、质点—— x y z i =3 平动自由度 2、刚性细杆 位置x y z 方向 ? ? i =5 （3 平动+2 转动） 气体分子 ——单原子 ——双原子 （常温） * * x y z 0 ? ? 弹性物体+ 振动自由度 高温时分子类似于弹性体 要考虑振动自由度 海面上航行的轮船的自由度 举例 x y O 海面 (x, y) O’ y’ x’ θ 确定质心： (x, y) 确定方向： θ 3个自由度 非刚性双原子分子 附加一个确定两原子相对位置的相对坐标，非刚性双原子分子的自由度为6(i=6） 非刚性双原子分子 * C 平衡态理想气体分子平均平动动能 温度为T 的平衡态理想气体 分子的每一个平动自由度对应一份相同的能量 分子的每一个自由度对应一份相同的能量kT/2 3-6能量按自由度的均分定理 温度为T 的平衡态理想气体 分子的每一个自由度对应一份相同的能量kT/2 * * 分子平均总动能 单原子 双原子 多原子 若考虑振动：分子的每个振动自由度的平均能量为kT （3-11） 说明 1、前面的结果是对应温度不太高，只考虑分子的平 动、转动，并且除了碰撞分子间没有其他作用力。 2、高温时，视作弹性体的分子，还要考虑振动的动能和弹性势能所对应的能量。 （1）对于个别分子，某一瞬间的总能量可能与 差别很大。 3、能量均分定理