物理气体分子动论.pptxVIP

第六章 气体分子运动论;核心问题：;热物理学;分子动理论;理想气体状态方程 理想气体的压强公式 麦克斯韦速率分布律 玻耳兹曼分布律 能量按自由度均分定理 气体的输运过程;热力学体系 平衡态和非平衡态 状态参量、温度，温标 理想气体状态方程 道尔顿分压定律;例：若汽缸内气体为系统，其它为外界;二、宏观态与微观态; 平衡态是一个理想化模型，我们主要研究平衡态的热学规律。;宏观态与微观态的关系;1 2 3 4;1 2 3 4;三、平衡与涨落;四、分子动理论的基本假设;热力学第零定律　温度和温标;二、温标;三、理想气体温标和状态方程;气体另一状态：T, P, V;; 理想气体温标与热力学温标一致;理想气体状态方程;m/M mol 理想气体:;玻耳兹曼常数;理想气体微观模型　压强和温度的统计意义　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;2. 统计规律性;道尔顿分压定律;理想气体的等概率假说 理想气体的压强公式 温度的统计意义;理想气体的等概率假说;（2）气体在平衡态时，具有相同速率的分子向各个方向 运动的平均分子数是相同的;分子施于器壁的冲量是　 　　。;;理想气体的压强公式;温度的统计意义;例：两瓶不同的气体，其分子的平均平动动能相等，但分子密度不同，问它们的温度是否相等？压强是否相等？;统计规律性与分布函数 麦克斯韦速率分布律 最概然速率 平均速率 方均根速率;麦克斯韦速率分布律;每个小球落到第i个槽的概率;速率 　到　　 　范围内分子数　 在总分子数 N 中所占的比率为; 含义？;分布函数; 表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比.;;求平均值：;最概然速率;方均根速率;麦克斯韦速率分布率　;[例]：说明下列各式的物理意义; 讨论分子速度分布，用最概然速度;麦克斯韦速率分布律;[例]：图为同一种气体，处于不同温度状态下的速率分布曲线，试问（1）哪一条曲线对应的温度高？（2)如果这两条曲线分别对应的是同一温度下氧气和氢气的分布曲线，问哪条曲线对应的是氧气，哪条对应的是氢气？;;对应于两种气体分子速率大于vo的分子数差;解:;;(2);???量连续分布的物体：;; [例] 两种理想气体分子数分别为 某一温度下， 速率分布函数分别为 ，问此温度下A，B 组 成系统的速率分布函数如何？;[例] 理想气体，温度T，求气体分子按平动动能的 分布率;三、速率分布实验测量;§6.4 玻耳兹曼分布律;处于该区间的分子数：;假定体积元dxdydz中的分子数仍含有各种速率的分子，且遵守麦克斯韦分布律;重力场中大气密度;T=C;[例8]　稳定大气温度T，以地面为重力势能零点， 试证大气层分子;事实证明分子原子在这些能级上的分布一般也遵守玻耳兹曼定律;[例] 系统粒子数N，平衡态温度T，能级;;[例] 系统有4000个粒子，能级0，E，2E，初始，三能级 粒子数分别为2000，1700，300，问是否是平衡态？平衡态下应如何分布?;解得：;[例8-14] 用麦克斯韦速度分布计算每秒碰到器壁单位 面积上的分子数。;（1）粗糙模型：所有分子以平均速率运动;自由度 能量按自由度均分定理 理想气体的内能 理想气体的热容量;自由度;单原子分子：一个原子构成一个分子;能量均分定理;能量按自由度均分定理;三、 理想气体内能;[例]　指出下列各式的物理意义;摩尔热容量：1mol物质升高　　　所需热量。;例：绝热容器被绝热板隔成A，B两部分，两部分体积、压强相等，均为(P0,V0)，A内储存 1 mol 单原子理想气体，B内储存 2 mol 双原子理想气体，试求: (1) 内能EA，EB；(2)抽出绝热板，两种气体混合后平衡时的温度。;[例] 容器内贮有质量为m 摩尔质量为M 的理想气体， 设容器以速度v 作定向运动，今使容器突然停止，问： (1)定向运动机械能转化为什么形式的能量？ (2)分子速度平方的平均值增加多少？(单原子、双原子）;气体分子碰撞频率与平均自由程 粘滞现象—动量输运 扩散—质量输运 热传导—能量输送?;气体内的输运过程;气体分子碰撞频率　;平均自由程;单位时间内分子 A 走 u ，相应的圆柱体体积为 u ? ， 则;二、输运过程;内摩擦;设，dS 的上层面上流体对下层面上流体的粘滞力为 df， 反作用为 df ，这一对力满足牛顿第三定律。;mux(z0 - ? );上层 平均自由程 l 的区域，单位时间通过dS 面积，向 下层输运动量的平均 x 分量;粘滞现象－动量输运