大学物理第09章温度与气体动理论试题.ppt

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一、热学的研究对象;统计规律: 大量偶然事件整体满足的规律。;三、热学的研究方法;; 理想气体的压强 温度的微观意义 能量均分定理 麦克斯韦速率分布律 麦克斯韦速率分布律的实验验证 玻耳兹曼分布律 实际气体等温线 范德瓦尔斯方程 非平衡态 输运过程 ;⒈系统与外界;e.g. P、V、T等; 9.2 温度的概念 Temperature;3. 温标 ——温度的数值表示法 三要素: (1)测温物质和测温属性; (2)选定点; (3)规定测温属性随温度的变化关系。;(3)液体体积随温度成线性关系: 标准状态下,冰水混合,留一刻痕, 水沸腾,又一刻痕,之间100等份,1份就是1 ?C(摄氏度)。; 9.3 理想气体温标 (Ideal Gas of Temperature Scale);3. 理想气体温标 ;(3)测温属性随温度的变化关系;4. 定体气体温度计 ;热力学温度又叫绝对温度。; 9.4 理想气体状态方程 (Ideal Gas Equation of State);——理想气体状态方程;理想气体状态方程的另一形式:;一房间的容积为 。白天气温为21℃ ,大气压强为0.98?105Pa,到晚上气温降为12℃ ,而大气压强升为1.01?105Pa 。窗是开着的,从白天到晚上通过窗户漏出了多少空气(以kg表示)?视空气为理想气体并已知空气的摩尔质量为29.0g/mol。; 由于V等于房间容积始终不变,所以漏出的空气为:;;由理想气体状态方程;或; 9.5 气体分子的无规则运动 (Motion of Gas Molecular);2. 平均自由程和平均碰撞频率的统计解释;A;由; 9.6 理想气体的压强 ( Pressure of Ideal Gas );⒈关于每个分子的力学性质的假设;2.关于分子集体的统计假设;③平衡态时,分子的速度按方向的分布是均匀的,即;注意;⒊压强公式的推导;设 dA 法向为 x 轴;③在dt时间内,分子给器壁的冲量:;由于; 9.7 温度的微观意义 (The Microscopic Interpretation of Temperature);注意;2.方均根速率 ; “量子零度” 按温度公式,当T?0K时,气体分子的 ?0,即分子运动停止。这是经典理论的结果。金属中的自由电子也在不停运动,组成“电子气”,在低温下不遵守经典统计规律。量子理论给出,即使在0K时,电子气中的电子的平均平动动能并不为零。例如,铜块中的自由电子在0K时的平均平动动能为4.23 eV。如按经典理论的计算,这样的能量相当于多高的温度?; 9.8 能量均分定理 (Equipartition Theorem of Energy);;;由统计假设:平衡状态下,大量气体分子沿各方向的运动机会完全相等。;②能量均分定理;4.理想气体的内能;理想气体的内能只是温度的函数,且与热力学温度成正比。;9.9 麦克斯韦速率分布律 (Distribution of Maxwell Speeds); 表示:平衡态下,速率在v 附近所在的单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。;2.麦克斯韦速率分布函数;曲线下小窄条的面积为;②三种速率;平均速率;方均根速率;大气组成。计算He和N2分子在20oC时的方均根速率,并以此说明地球大气中为何没有氦气和氢气而富有氮气和氧气。;3.麦克斯韦速度分布率的推导; 分布函数g(vx):粒子在单位vx 区间内出现的概率。;则;利用数学公式:;;由于; 9.10 麦克斯韦速率分布律的实验验证 (Verification test of distribution of Maxwell Speeds);由麦克斯韦速率分布知:;*9.11 玻耳兹曼分布律 (Distribution of Boltzmann);—— 称为玻尔兹曼因子;2. 重力场中分子按位置的分布;C与[ ]中的定积分合并为常数C′;EP=mgh,则; 9.12 实际气体等温线 (Isothermals of real Gas);1. 基本概念:;2. 实际气体的等温线??四个区域:; 9.13 范德瓦尔斯方程 (Van der Waals? equation);实际气体的分子模型:;分子间引力引起的修正;1mol 气体的;范德瓦尔斯气体等温线;气泡室的外形和高速粒子径迹的照片;* 9.14 非平衡态 输运过程 (non-equilibrium state and Transport p

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