二温度的微观解释,分子间相互作用.pptVIP

二、对理想气体定律的验证： 1、阿伏加德罗定律的验证 由③P=nkT可以看出：在相同的温度和压强下各种气体在相同的体积内所含的分子数相等，这就是阿伏伽德罗定律在标准状态下，任何气体在1立方米的体积中含有的分子数都等于： 作业：习题4,5,9,12,15. 选作16,20 *(三)气体中的内压强 理想气体中只有动理压强，但真实气体中除了有动理压强外还应有由于分子间吸引力产生的压强 (气体中分子间作用力主要反映为吸引力，而排斥力只有在碰撞一刹那才存在）。 由于分子间吸引力与施于器壁冲量方向相反，可知吸引力产生压强与动理压强方向相反，若把分子吸引力所产生的压强的大小称为内压强，并以?pi 表示，则气体中的压强可表示为分子动理压强与吸引力产生压强之和，即 p = p真动 - ?pi 其中p真动 为真实气体中的动理压强。显然，真实气体内部的动理压强与理想气体内部的动理压强应该相等，即 p真动 = p理动 将它代入前面的等式 p = p真动 - ?pi 中，可得到理想气体压强 p理 = p理动 = p真动 = p + ?pi 二、分子吸引力修正 　这说明真实气体的气体内部压强 p内 与理想气体压强p理相等 p内 = p理 但是靠近器壁的一层厚度为R0的界面层内的气体分子并不如此 　设分子在相互分离时的吸引力为球对称分布，吸引力作用半径为R0，每一分子均有以R0为半径的吸引力作用球 ? 在界面层中所有分子都大小不等地受到这样的分子合力的作用。气体内部的分子在越过界面层向器壁运动，以及在与器壁碰撞以后返回、穿过界面层过程中，都受到一指向气体内侧的力。使分子碰撞器壁产生的动量改变要比不考虑分子引力时要小。 ????? 器壁实际受到压强要比气体内部的压强小， 使气体施于器壁的压强减少了一个量值?pi ， 这称为气体内压修正量。若仪器所测出的气体压强为p,气体内部的压强为p内，则 p + ?pi = p内 因为气体内部分子受到其它分子吸引力的合力相 互抵消，故气体的内部压强 p内 与分子吸引力无 关. 这说明气体内部压强等于理想气体压强 p内 = p理， 因而有 这是同时考虑到分子固有体积修正及分子间吸引力修正后得到的真实气体状态方程。若令△k 表示每一分子进入界面层时由于受到指向气内部的平均拉力作用所产生的平均动量的减少 △k = 2 m △vx ?由于分子与器壁作完全弹性碰撞，使气体分子每与器壁碰撞一次所导致器壁的冲量减少了2△k的数值。而△pi为分子吸引力存在而导致的压强修正量，故 * * 理想气体物态方程的另一形式 p= nkT 理想气体物态方程可改写为 pV = ?RT = ?NAkT 即 p = (?NA/V) kT=(N/V)kT = nkT 这是理想气体方程的另一重要形式，也是联系宏观物理量（p，T）与微观物理量（n）间的一个重要公式。 其中 k 称为玻尔兹曼常量 。R是描述1mol气体行为的普适常量，而k是描述一个分子或一个粒子行为的普适恒量。这是奥地利物理学家玻尔兹曼（Boltzmann）于1872年引入的。 **关于普适常量 k, G, e, h, c 虽然玻尔兹曼常量是从气体普适常量中引出的，但其重要性却远超出气体范畴，而可用于一切与热相联系的物理系统。玻尔兹曼常量k与其它普适常量e（基本电荷量）、G（引力常量）、c（光速）、h（普朗克常量）一样，都是具有特征性的常量，只要在任一公式或方程中出现某一普适常量，即可看出该方程具有与之对应的某方面特征。例如：凡出现 k 即表示与热物理学有关；