华南师范大学《大学物理》课件-第十二章 气体动理论.pptVIP

例2宇宙中除了发光的恒星，还有许多星云和星际介质.某一暗星云的温度为20K，若每立方厘米的暗星云中含有50个氢原子，取氢原子的直径为，试计算这些氢原子的平均碰撞频率和每两次碰撞间隔的平均时间.氢原子的平均速率为解平均碰撞频率为每两次碰撞间隔的平均时间为*选择进入下一节：12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律12-2物质的微观模型统计规律性12-3理想气体的压强公式12-4理想气体分子的平均平动动能与温度的关系12-0教学基本要求*选择进入下一节：12-5能量均分定理理想气体的内能12-6麦克斯韦气体分子速率分布律*12-7玻耳兹曼能量分布律等温气压公式12-8气体分子平均碰撞次数和平均自由程*12-9气体的迁移现象*12-10实际气体的范德瓦尔斯方程*一黏性现象在许多实际问题中，气体处于非平衡状态。气体内各部分温度或压强不相等，或各气层之间有相对运动，或许这三者同时存在，气体内将有动量、能量或质量从一部分向另一部分定向迁移，这就是在非平衡状态下气体的迁移现象。*黏性现象?黏性现象由于气体内个气层间存在相对流动速度，而使气体内部产生流动速度变化的现象。?气体中各气层间有相对运动时，各气层流速不同，各气层间存在黏性力的相互作用。?黏性力特点成对出现，可使流动速度较快的气层变慢，流动速度较慢的气层变快。?实验指出，气层间黏性力的大小与气层的面积成正比，与两气层间流动的速度梯度成正比，气体层间的黏性力F**?气体粘性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则热运动和分子间的碰撞来实现的。为黏度（又称黏性系数）单位：*二热传导现象设气体各层间没有相对流动速度，且各处气体分子数密度不同，但气体内存在温度差，热量从温度较高的区域向温度较低的区域传递，这种由于温度差而产生的热量传递现象，叫热传导现象。在时间内通过的热量与温度梯度成正比，与面积成正比：热导率，单位：负号表示热量传递的方向与温度梯度的方向相反*?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，这种迁移是通过分子无规则热运动和分子间碰撞来完成的。**三、扩散现象?定义：一种气体渗透到另一种气体中去，或者从气体的某一部分渗透到其他部分。?原因：容器中气体的分子数密度不同、温度不同、或气体中各气层流动速度不同都可以产生气体的扩散。*在时间内通过的分子数与分子数密度梯度成正比，与面积成正比。为扩散系数，单位为如以分子质量m乘以上式，上式可写成为在单位时间内，由于气体的密度不同而通过迁移的质量。为气体的密度梯度。**四、三种迁移系数黏度热导率扩散系数*表12-3几种气体的黏度实验值气体*表12-4几种气体的热导率实验值*表12-5几种气体的扩散系数实验值*选择进入下一节：12-1平衡态理想气体物态方程热力学第零定律12-2物质的微观模型统计规律性12-3理想气体的压强公式12-4理想气体分子的平均平动动能与温度的关系12-0教学基本要求*选择进入下一节：12-5能量均分定理理想气体的内能12-6麦克斯韦气体分子速率分布律*12-7玻耳兹曼能量分布律等温气压公式12-8气体分子平均碰撞次数和平均自由程*12-9气体的迁移现象*12-10实际气体的范德瓦尔斯方程*12-10实际气体的范德瓦耳斯方程理想气体物态方程当气体的压强比较大、温度比较低时，即分子数密度比较大时，需要对该式进行修正。*设想气体分子为直径为的刚性小球1mol气体占有的体积为1mol气体的体积（称为摩尔体积，单位为。*?1mol气体的物态方程修改为?再考虑分子间的引力作用。r为分子引力作用的平均距离。*在引力作用下，当分子与器壁碰撞时，速度被减小，导致器壁的压强比气体的实际压强要小，由于气体分子引力作用而产生的压强叫内压强