大学物理气体动理论.ppt

Introduction In various matter states, the property of gas is simple relatively. But, Gas is very important in biology and agriculture. In this chapter, we will study macroscopic properties of gas and its statistic law. Statistic method willed be adopted. §4-2 理想气体的压强和温度 1.理想气体的分子模型（ Molecular model） 例 例 例 重力场中粒子按高度分布 § 4-5气体 分子得平均碰撞频率及平均自由程 例 §4.6 气体输运过程 二 、热传导现象 三 、扩散现象 2. 菲克定律 3、方均根位移x 海南大学 第四章 气体动理论 §4-6 气体内得迁移现象 在许多实际问题中，气体常处于非平衡状态，气体内各部分的温度或压强不相等，或各气体层之间有相对运动等，这时气体内将有能量、质量或动量从一部分向另一部分定向迁移，这就是非平衡态下气体的迁移现象. 气体的粘滞现象 气体中各层间有相对运动时, 各层气体流动速度不同, 气体层间存在粘滞力的相互作用. 海南大学 第四章 气体动理论 §4-6 气体内得迁移现象 气体层间的粘滞力 气体粘滞现象的微观本质是分子定向运动动量的迁移 , 而这种迁移是通过气体分子无规热运动来实现的. A B 为粘度（粘性系数） 海南大学 第四章 气体动理论 §4-6 气体内得迁移现象 A B * * 设气体各气层间无相对运动 , 且各处气体分子数密度均相同, 但气体内由于存在温度差而产生热量从温度高的区域向温度低的区域传递的现象叫作热传导现象. 气体热传导现象的微观本质是分子热运动能量的定向迁移, 而这种迁移是通过气体分子无规热运动来实现的. 称为热导率 海南大学 第四章 气体动理论 §4-6 气体内得迁移现象 A B * * 自然界气体的扩散现象是常见的现象, 容器中不同气体间的互相渗透称为互扩散; 同种气体因分子数密度不同, 温度不同或各层间存在相对运动所产生的扩散现象称为自扩散 . 为扩散系数 海南大学 第四章 气体动理论 §4-6 气体内得迁移现象 气体扩散现象的微观本质是气体分子数密度的定向迁移, 而这种迁移是通过气体分子无规热运动来实现的. A B * * 四 三种迁移系数 扩散系数 热导率 粘度（粘性系数） 说明 1、前面的结果是对应温度不太高，只考虑分子的平 动、转动，并且除了碰撞分子间没有其他作用力。 （1）对于个别分子，某一瞬间的总能量可能与 差别很大。 （2）当考虑分子转动、振动的量子效应时，能量均分的概念不再成立 。 2、高温时，视作弹性体的分子，还要考虑振动的动能和弹性势能所对应的能量。 3、能量均分定理是按经典的统计规律得出的结果，所以： 4.任何悬浮在温度为T的气体中质量为m的物体，其动能的平均值都是 内能：与系统内所有分子热运动相关的能量 动能 相互作用势能 化学能、核能 不涉及化学反应、核反应 理想气体不考虑 相互作用势能 T K 1 mol 1mol （质量为M)理想气体的内能 理想气体的内能是温度的单值函数！ 3.、理想气体内能的 理想气体系统由氧气组成，压强P =1atm，温度T = 27oC。 求（1）单位体积内的分子数；（2）分子的平均 平动动能和平均转动动能；（3）单位体积中的内能。 解（1） 根据 （2） （3） 将水蒸汽分解成相同温度的氢气和氧气，求内能增加的百分比 解 2 mol 水 2 mol 氢气 1 mol 氧气 解: 依能量守恒, 氮气宏观运动的机械能转化为其内能: 例2. 贮存有氮气的容器以100米/秒的速度运动, 若该容器突然停止, 容器中的温度将如何变化? 或 §4.4气体分子的速率分布规律 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .