大学物理热学第三章.pdf

热 学 热 学 热 学 第三章 第三章 气体分子热运动速率和能量 气体分子热运动速率和能量 的统计分布律 的统计分布律 慕利娟 慕利娟 实验基础:分子速率分布实验 分子运动论 理论基础: 麦克 概率论初步 斯韦 速率 1、数学表达式及其物理意义 分布 2、适用范围 定律 3、分布律的基本特征 4、三种统计速率及其计算 粒子在重力场中的分布律 玻耳兹曼分布律 等温气压公式 分子运动的自由度 能量均分定理 定理的表述及其统计意义 经典热容理论 §1. 气体分子的速率分布律 §1. 气体分子的速率分布律 气体分子处于无规则的热运动之中，由于碰撞，每个分 子的速度都在不断地改变，所以在某一时刻，对某个分子来 说，其速度的大小和方向完全是偶然的。然而就大量分子整 体而言，在一定条件下，分子的速率分布遵守一定的统计规 律—— 气体分子速率分布律。 气体分子按速率分布的统计规律最早是有麦克斯韦于 1859年在概率论的基础上导出的，1877年玻耳兹曼由经典统 计力学中导出，1920年斯特恩从实验中证实了麦克斯韦分子 按速率分布的统计规律。 一、速率分布函数 深入研究气体的性质，不能光研究一些平均值， 2 如  ， v 等； 还应该进一步弄清分子按速率、 能量的分布情况。 用分立数据描写： N i v ，v … 1 2 N ，N … 1 2 0 vi 这种描写繁琐，规律性不强。 用连续的分布函数来描述： N /(Nv) N ：总分子数 S o vvv v N 为速率在vvv 区间的分子数. N 表示速率在vvv 区间的分 S N 子数占总数的比率. N 1 N 1 dN