大学物理 第4章_1.ppt

N0：阿伏伽德罗常数 气体总质量 气体摩尔质量 六、 理想气体的温度 1、温度和平均平动能的关系 称为玻尔兹曼常数 由理想气体状态方程得到： 气体压强公式： 两式比较 有： 当气体温度为300K（室温）时分子的平均动能约为 ；若理想气体温度达100百万开 的平均平动动能才 。气体分子的平均动能非常小 分子 所以 意义？ 说明（1） T是宏观量， 是微观量。处于平衡态的理想气体，分子的平均动能与气体温度成正比。温度高平均动能大，分子热运动程度激烈。温度是表征气体分子热运动激烈程度的宏观物理量，是大量分子热运动的集体表现。温度也是一个统计量。对个别分子，说它有多少温度是没有意义的。 (3)分子热运动永不停息，所以T=0永远不能达到。 (2)当温度相同时，不同种类的分子具有相同的平均平动动能． 在同一温度下，质量大的分子其方均根速率小． 分子的方均根速率 2、分子的方均根速率 解： 氢气和氧气分子的平均平动动能相同 例4-1 求0℃时氢气分子和氧气分子的平均平动动能和方均根速率． 氢气的方均根速率为 氧气的方均根速率 解： 由公式 气体的压强为 例4–2 贮于体积为 容器中的某种气体，分子总数 ，每个分子的质量为 ，分子的方均根速率为400 ．求气体的压强和气体分子的总平动动能以及气体的温度． 气体分子的总平动动能为 由 得 第四章 气 体 动 理 论 热学是研究与热现象有关的规律的科学。 热运动 :构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止 的无规运动 . 热现象 :与温度有关的物理性质的变化,是物质中大量分子热运动的集体表现。 宏观量：表示大量分子集体特征的物理量（可直 接测量）,如 等 . 微观量：描述个别分子运动状态的物理量（不可直接测量），如分子的 等 . 研究对象特征 单个分子 — 无序、具有偶然性、遵循力学规律. 整体（大量分子）— 服从统计规律 . 研究方法 1. 热力学 —— 宏观方法 实验经验总结，给出宏观物体热现象的规律，从能量观点出发，运用逻辑推理(运用数学)分析研究物态变化过程中热功转换的关系和条件 . 1）具有可靠性； 2）知其然而不知其所以然，未揭示微观本质； 3）应用宏观参量 . 特点 2.气体动理论 —— 微观方法 根据物质的微观结构和热运动的特点，应用模型假设和统计方法 ，研究大量粒子的热运动规律。 两种方法的关系 气体动理论 热力学 相辅相成 揭示宏观现象的本质 特点 气体动理论的研究内容：以气体为研究对象，从分子热运动的观点出发，用统计的方法来研究大量气体分子热运动的规律，从而找出微观量和宏观量之间的关系。 3、状态参量：一定质量（质量M、 摩尔质量 ）的气体，其状态可用气体体积V、压强P、温度T表述。V、P、T叫气体的状态参量。 一、 状态参量 平衡态 4.1 理想气体的压强和温度 1、热力学系统：热学中所研究的对象（由大量原子、分子构成、能为我们的感官所觉察的物体）称为热力学系统，简称系统（也称体系或工作物质）。 2、外界：在系统以外与系统密切相关、影响所及的部分称为外界（也称环境）。 气体压强 ：作用于容器壁上单位面积的正压力，是大量气体分子与器壁碰撞的宏观表现（力学描述）. 单位： Pa(SI)、mmHg、atm 等 体积 :气体所能达到的最大空间（几何描述）. 单位： (SI)、升( l ) 标准大气压： 纬度海平面处, 时的大气压. 温度 :气体冷热程度的量度（热学描述）. 温度T 表征物体冷热程度的物理量，本质上反映物质内部分子运动的剧烈程度。 温标 温度的数值表示方法(thermometric scale) 热力学温标 T(SI) 单位：开尔文(K) (Kelvin’s) 摄氏温标 t 单位：℃ (Celsius’s ) 华氏温标 tF 单位：oF (Fahrenheit’s) 平衡态是一个理想化状态，我们主要研究系统平衡态时的热学规律。 4、平衡态（又称热动平衡态，是一种理想状态） 一定质量的气体与外界无能量交换,内部无化学反应、核反应等形式的能量转换，仅由于分子热运动 使气体内各部分达到：密度 ? 均匀、温度 T 均匀、压强 P 均匀的状态,亦即在不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间改变的状态，称为平衡态。 在这过程中，各点密度、温度等均不相同，这就是非平衡态。但随着