大学物理下chap12气体动理论.pdf

第十二章气体动理论 12-1 气体物态参量(热力学)，平衡态, 理想气体物态方程 12-2 物质的微观模型（气体动理论）,统计规律性 12-3 理想气体的压强公式（v 、p） 12-4 理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 12-5 能量均分定理与自由度,理想气体内能 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律 12-7 玻耳兹曼能量分布律,等温气压公式 12-8 分子平均碰撞次数和平均自由程 12-9 气体的迁移现象(粘滞现象,热传导现象,扩散现象,三种 迁移系数，非平衡态) 12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程 物理学的第三次大综合 物理学的第三次大综合是从热学开始的，涉及 到宏观与微观两个层次. 宏观理论热力学的两大基本定律: 第一定律, 即 能量守恒定律; 第二定律, 即熵增加定律. 科学家进一步追根问底, 企图从分子和原子的微 观层次上来说明物理规律, 气体分子动理论应运而生. 玻尔兹曼与吉布斯发展了经典统计力学. 热力学与统计物理的发展, 加强了物理学与化学 的联系, 建立了物理化学这一门交叉科学. 研究对象 热现象: 与温度有关的物理性质的变化。 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. 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. 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m ,v 等. 宏观量：表示大量分子集体特征的物理量（可直 接测量）, 如p , V , T 等. 微观量 统计平均 宏观量 研究方法 1. 热力学—— 宏观描述 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，分析研究物态变化过程中热功转 换的关系和条件. 特点 1）具有可靠性； 2 ）知其然而不知其所以然； 3 ）应用宏观参量. 2. 气体动理论—— 微观描述 研究大量数目的热运动的粒子系统，应用模 型假设和统计方法. 特点 1）揭示宏观现象的本质； 2 ）有局限性，与实际有偏差，不可任意推广. 两种方法的关系 热力学 相辅相成 气体动理论 §12.1 气体物态参量 平衡态 理想气体物态方程 一 气体的物态参量及其单位 （宏观量，哪些？微观？） p 1 气体压强 ：作用于容器壁上 单位面积的正压力（力学描述）. p ,V,T 单位： 1Pa = 1N ⋅ m − 2 °  标准大气压： 纬度海平面处, 时的大气压. 45 0 C 5 1atm = 1.013 × 10 Pa 2 体积 : 气体所能达到的最大空间（几何 V 描述）. 单位： 3 3