大学物理课件：气体动理论 .ppt

三原子分子平动自由度t=3转动自由度r=3二、能量均分定理平衡态理想气体分子平均平动动能温度为T的平衡态理想气体分子的每一个平动自由度对应一份相同的能量分子的每一个自由度对应一份相同的能量分子平均总动能单原子双原子多原子说明(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：三.理想气体的内能内能：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TK?mol1mol理想气体的内能理想气体的内能是温度的单值函数！例1.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2mol水2mol氢气1mol氧气分子平均总动能单原子双原子多原子一.速率分布的描述气体系统是由大量分子组成,而各分子的速率通过碰撞不断地改变,不可能逐个加以描述,只能给出分子数按速率的分布。要想逐个查清每个分子的速率，然后统计具有不同速率的分子占有多少，这是不可能的但是，可采用按区间分组的方法，将分子的速率划分为若干区间△v,如下表，来研究分子速率分布的规律。7.4麦克斯韦速率分布律例如气体分子按速率的分布速率v1～v2v2～v3…vi～vi+Δv…分子数按速率的分布ΔN1ΔN2…ΔNi…分子数比率按速率的分布ΔN1/NΔN2/N…ΔNi/N…△Ni△viv△N当△v→0V(m/s)dv上页下页上页下页上页下页上页下页上页下页气体动理论气体分子运动论与热力学是从微观与宏观两种不同的尺度研究热学观点的方法。分子运动论结合统计方法给宏观热学规律以微观的可靠解释，这种宏观物理次序用组成体系的微观粒子的运动进行解释是二十世纪物理学进展的典型例子，说明人类对自然界的认识从宏观深入到微观，进入到一个全新的物质结构层次。玻耳兹曼一.分子热运动的图像和统计规律处于系统以外的物质。在热学中，我们把所研究的物体或物体系（是由大量的分子或原子组），称为热力学系统，简称系统。热力学系统：外界:系统外界7.1气体动理论的基本概念1.微观粒子热运动的图像(1).宏观物体由大量粒子（分子、原子等）组成，例如：①1cm3的空气中包含有2.7×1019个分子②水和酒精的混合分子之间存在一定的空隙。.分子间存在相互作用力。（布朗运动与温度、微粒的大小的关系）(3).物体的分子在永不停息地作无序热运动布朗运动2.统计规律大量偶然事件的集合所表现的规律。伽耳顿板实验?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????若无小钉：必然事件若有小钉：偶然事件.统计规律是大量偶然事件的总体所遵从的规律。(2).统计规律和涨落现象是分不开的。结论：少量小球的分布每次不同大量小球的分布近似相同二.状态参量状态参量：对一定量的气体，其宏观状态可以用体积（V）、压强（P）、温度(T)这三个宏观物理量来描述，这些描述状态的参量。温标：温度的分度方法。℃KT=273.15+t三.