二++气体分子运动论(修改).pptVIP

费曼曾经说过：如果在某次灾难中，所有的科学知识都将毁灭，只有一句话能够传给下一代，那么怎样的说法才能以最少的词汇包含最多的信息呢？我相信那就是原子假说，即万物由原子组成，原子是一些小粒子，它们永不停息的四下运动，当它们分开一段小距离时彼此吸引，而被挤到一堆时则相互排斥。 物质由大数分子所组成的论点是指宏观物体是不连续的，它由大量分子或原子（离子）所组成。分子之间存在一定的空隙。 说明：气体、液体、固体都是不连续的，它们都由微粒构成，微粒间有间隙。 如1 mol物质中的分子数，即阿伏伽德罗常量 NA=6.02×1023/mol 1cm3 的水中含有3.3×1022 个分子， 1?m3 的水中仍有3.3×1010个分子，约是目前世界总人口的5倍。 正因为分子数远非寻常可比，就以“大数”以示区别。 工业应用 1.渗碳是增加钢件表面碳成分，提高表面硬度的一种热处理方法。 通常将低碳钢制件放在含有碳的渗碳剂中加热到高温，使碳原子扩散到钢件的表面，并进一步向里扩散，然后通过淬火及较低温度的回火使钢件表面得到极高的硬度和强度，而内部却仍然保持低碳钢的较好的韧性。 2.又如在半导体器件生产中，使特定的杂质在高温下向半导体晶体片表面内部扩散、渗透，从而改变晶片内杂质浓度分布和表面层的导电类型。 这是由于微粒受到周围分子碰撞不平衡而引起的，从而为分子无规则运动的假设提供了十分有力的实验依据。 分子无规则运动的假设认为：分子之间在作频繁的碰撞，每个分子运动方向和速率都在不断地改变。任何时刻，在液体或气体内部各分子的运动速率有大有小，运动方向各种各样。 1905 年爱因斯坦从统计力学观点最终建立了布朗运动的理论，给分子运动的研究提供了理论依据。 接着法国的佩兰根据爱因斯坦及他人的理论研究成果，做了多年的关于布朗运动的实验，并由此相当精确地测定了阿佛加德罗常数和分子的各个有关的数据。 因此，布朗运动是微观分子运动的宏观表现，也是分子存在热运动和分子间存在空隙的有力证据。 按照分子无规运动的假设，液体（或气体）内无规运动的分子不断地从四面八方冲击悬浮的微粒。 在通常情况下，这些冲击力的平均值处处相等，相互平衡，因而观察不到布朗运动。 当微粒足够小时，从各个方向冲击微粒的平均力互不平衡，微粒向冲击作用较弱的方向运动。 由于各方向冲击力的平均值的大小均是无规则的，因而微粒运动的方向及运动的距离也无规则。 温度越高，布朗运动越剧烈； 微粒越小，布朗运动越明显。 所以，布朗运动并非分子的运动，但它能间接反映出液体（或气体）内分子运动的无规则性 3. 涨落现象（fluctuation phenomena） — 随机地偏离统计平均值的现象。 ?概率论指出，若任一随机变量 M 的平均值为 ，偏差为 ，分别有： 分子间存在吸引力的论据： 汽化热、锯断的铅柱加压可黏合、玻璃熔化可接合、胶水、浆糊的黏合作用等。 既然分子间纯在吸引力，为何破镜难圆？ 分子间存在排斥力的论据： 固体、液体很难被压缩、气体分子经碰撞而相互远离等。 引力作用半径： 只有当分子质心相互接近到某一距离内，分子间相互吸引力才较显著，我们把这一距离称为~。 一般物质分子的引力作用半径约为分子直径的2-4倍左右，超过这一距离，分子间相互作用力已很小，可予忽略。 排斥力作用半径：两分子刚好“接触”时两质心间的距离为~ 。 对于同种分子，它就是分子的直径。 注意：排斥力作用半径比吸引力半径小。 排斥力随分子质心间距的减小而剧烈地增大。 注意： 1. 分子作用力可归结为四种基本相互作用力中的电磁力。 不仅分子作用力，弹力、摩擦力等最终都可归结于电磁力 不仅如此，人类的视、听、味、触觉、人类的七情六欲、人类的记忆等均可归结为电磁力。 2. 分子力是保守力，具有势能，称为分子作用力势能。 气体：无分子作用力，热运动主导。 液体：分子平均间距变小，分子间相互吸引力不能予以忽略且越来越大。 再将温度降低，分子热运动渐趋缓慢，分子力与热运动这对矛盾中，分子力渐趋主导地位。 到一定时候，分子吸引力使分子间相互“接触”而束缚在一起，此时分子不能像气体那样自由运动，只能在平衡位置附近振动，但还能发生成团分子的流动，这就是液体。 固体：若继续降低温度，分子间相互作用力进一步使诸分子按某种规则有序排列，并作振动，这就是固体。 §2. 理想气体的压强 气体的各向同性与分子混沌性： 处于平衡态的气体均具有各向同性：即气体在各方向上的物理性质都相同，反之称各向异性。 平衡态的气体都有分子混沌性：