[工作范文]1气体分子动理论02.ppt

1.热学的研究对象;分子物理学：从物质的微观结构出发，认为物质的宏观性质是大量分子无规则的运动的平均效果，用统计的方法研究物体的宏观性质。;对于由大量分子组成的热力学系统从微观上加以研究时，必须用统计的方法。;统计规律 当小球数 N 足够大时小球的分布具有统计规律。;8.1 气体分子动理论的基本概念;8.1.2 宏观状态参量;说明： （1）不受外界影响是指外界对系统既不做功又不传热。;8.1.4 理想气体状态方程;设气体的质量为M，总分子数为N，一个分子的质量为m，有：;8.2 分子热运动的统计假设及气体分子的速率分布律 ;1933年回国，先后在武汉大学、解放军第二军医大学任教，积极从事教学、科研工作。指导制成国内第一架脑电波直流放大器，装配成50万倍的场效应发射电子显微镜，并与一机部、上海照相器材厂等合作研制静电复印机。1984年加入中国共产党。1988年3月因病逝世。;分子速率分布图;8.2.2 分布函数;速率位于 内分子数;麦氏分布函数;8.2.4 三种特征速率;2.算术平均速率 ; 3.方均根速率 ;同一温度下不同气体的速率分布;例1 N个假想的气体分子，其速率分布如图所示 （当v2v0时，粒子数为零）。 （1）由N 和 v 求a=? （2）求：速率在1.5v0到2.0v0之间的分子数。 （3）求：分子的平均速率。;解： ;8.3 理想气体的压强和温度;8.3.1 理想气体的压强;2.理想气体的压强公式;（3）第i 个分子与A1面碰撞一次所需要的时间;利用统计规律;或记为： ;8.3.2 理想气体的温度;讨论： （1）温度公式从微观的角度说明了温度的实质，即热力学温度是分子平均平动动能的量度。温度越高，物质内部分子的热运动越剧烈。 （2）温度是一个统计的概念，只能用来描述大量分子的集体状态；对单个分子谈它的温度是没有意义的。;8.4 能量均分定理 理想气体的内能;这说明平动自由度对能量而言是等价的。还可进一步证明：在温度为T 的平衡态下，气体分子每一个自由度的平均动能都相等，而且等于kT / 2。这就是能量均分定理。在经典物理学中这一结论同样适用于液体和固体分子热运动。;8.4.3 理想气体的内能;说明： （1）内能完全决定于分子的自??度和气体的热力学温度。 （2）“不计分子间的相互作用力”是上述结论成立的条件。 （3）理想气体在不同的状态变化过程中，只要温度变化量相等，则它们的内能变化也相等，即：内能与过程无关。;8.5 实际气体的性质（略）;一、气体分子动理论;（2）理想气体压强和温度的微观实质。;理想气体的内能：所有分子的动能总和。;分布函数;（2）能量均分定理：在温度为T 的平衡态下，气体分子每个自由度的平均动能都相等，其大小等于 。;;2.循环过程;1. 果一定量的理想气体，其体积和压强依照 的规律变化，其中a 为已知常数。试求：;解：对平衡过程： ;2. 1mol双原子分子理想气体，经如图A-B过程，其摩尔容为CAB=CV-R。求该过程的过程方程。;解：由摩尔热容的定义： ;3. 1mol双原子分子理想气体作如图的可逆循环过程，其中1–2为直线，2–3为绝热线，3–1为等温线。已知 ? =45°，T2 =2T1， V3 = 8V1，试求： （1）各过程的功，内能增量和传递的热量； （用T1 和已知常数表示） （2）此循环的效率η。;解：对双原子分子，;P;4. 一定量的理想气体经历如图所示的循环过程，A→B和C→D示等压过程，B→C和D→A是绝热过程。已知：Tc = 300K，Tb = 400K。试求：此循环的效率。;解： ;p;5. 1mol多原子分子的理想气体，经如图所示的循环，求该循环的效率。 ;解： ;A;1.狭义相对论基本假设 相对性原理＋光速不变原理 ;洛仑兹速度变换式 ;相对论的长度收缩效应:;4.相对论动力学;极限情况：;对静止质量为零的粒子而言： ;1. 一体积为V0，质量为m0的立方体沿其一棱的方向相对于观察者A以速度v运动。求：观察者A测得其密度是多少？ ;观察者A测得立方体的质量： ;2. 在O参考系中，有一个静止的正方形，其面积为 100 cm2。观测者O＇以 0.8c的匀速度沿正方形的对角线运动。求O＇所测得的该图形的面积。; 解：令O系中测得正方形边长为a，沿对角线取x轴正方向（如图），则边长在坐标轴上投影的大小为 ;3. 以速度u在x轴方向运动的粒子在y轴方向上发射一光子，求地面观