能量均分原理、麦克斯维速率分布率.pptVIP

第二章;§2-3.能量按自由度均分原理;由于分子运动在哪个方向都不占优势，因此，在y、z方向上也都平均分配了kT/2的能量。;例如：物体做一维直线运动，只需一个坐标，那么自由度数为1。;飞机在天空中飞翔，要描写飞机的空间位置至少需要三维坐标，那么自由度为3。;1.一个质点，描写它的空间位置，需要3个平移〔动〕自由度，;3.三个或三个以上的刚性质点;平动动能;1.单原子分子气体;3.多原子分子气体;3、气体分子的内能;4、理想气体的内能;由此可得理想气体的内能为：;例1：在273k，1.0×10－2大气压时，容器内装有双原子分子理想气体，其密度为ρ=1.24×10－2kg/m3。求〔1〕方均根速率，〔2〕气体的摩尔质量,(3)平均平动动能和转动动能是多少？(4)0.3mol的该气体内能是多少？;平均平动动能和转动动能;概率：用于表示偶然事件发生的频率。;单个分子速率不可预知，大量分子的速率分布遵循统计规律，是确定的，这个规律也叫麦克斯韦速率分布律。;2.总分子数为N，;任一速率区间内分子出现的概率为;3.概率;f(v)为速率分布函数;5.速率分布函数的物理意义;1860年麦克斯韦推导出理想气体的速率分布律：;2.在速率为v,速率区间为dv内分子出现的概率;3.在f(v)~v曲线下的面积为该速率区间内分子出现的概率。;4.在f(v)~v整个曲线下的面积为1-----归一化条件。;例2：试说明以下各式的物理意义。;三、麦克斯韦速率分布律的应用;气体分子各种运动速率都有，在哪个速率下出现的概率最大，即求f(v)的极大值对应的速率。;讨论;曲线的峰值左移,由于曲线下面积为1不变，所以峰值升高。;例：求空气分子在27oC时的最可几速率vP;2.平均速率;计算一个与速率有关的物理量g(v)的统计平均值的公式：;;上下同乘NA有;4.三种速率的比较;四、麦克斯韦速率分布律的验证;20世纪20年代以后，许多实验成功地证实了麦克斯韦速率分布规律。下面的实验装置，介绍实验原理。