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文档简介

一 理想气体的微观模型 1 忽略分子大小 看作质点 2 忽略分子间的作用力 3 碰撞为完全弹性 分子线度 分子间平均距离 分子与分子或器壁碰撞时除外 理想气体 可看作是许多个自由地 无规则运动着的弹性小球的集合 7 2理想气体压强与温度的微观本质 提出理想气体的目的 是为了便于研究自然界中客观存在的 比较复杂的真实气体 从复杂的现象中抓住事物的本质使问题得以合理的简化 虽然自然界中并不存在真正的理想气体 但这些理想气体的假设并不是凭空臆想出来的 常见的氢气 氮气 氧气 二氧化碳气 空气 烟气等 在压力不是很高和温度不是很低的条件下 由于它们的液化温度都很低 离液化状态都很远 它们的性质都非常接近于假想的理想气体 在工程应用所要求的精确度 完全可以把这些气体当作理想气体看待 而不致引起很大的误差 空气中及烟气中所含有的水蒸汽分子 亦可当作理想气体看待 理想气体的提出 无论是对工程实践或是对理论问题的研究都有着重要的意义 二 压强公式 从分子运动看压强的形成 压强为大量分子在热运动中碰撞器壁 对器壁产生的平均作用力的表现 宏观量和微观量的关系 3 平衡态时分子的速度按方向的分布是各向均匀的 2 平衡态时分子按位置的分布是均匀的 对大量分子组成的气体系统的统计假设 分子的速度各不相同 而且通过碰撞不断变化着 理想气体压强公式的推导 设边长为x y z的长方体容器中 有N个同类气体分子 质量m 研究A1受的压强 1 设某个分子以v1撞击A1 对分子m 则A1受到的冲量 2mvx 2 1秒钟A1受到1个分子的总冲量 1个分子在A1 A2之间往返一次所需时间为 则1秒内与A1碰撞次数 A1受1个分子的总冲量为 3 N个分子在1秒内对A1的碰撞 4 A1受到的平均作用力 压强 由 有 有n N V 则 引入分子的平均平动动能 则 注意 P是一个统计量 对个别分子谈压强无意义 三 温度的微观本质 说明 1 温度是描述平衡态热力学系统的物理量 当两个系统接触却没有宏观能量传递时 两者必处于同一热平衡状态 具有相同的温度 2 温度是个统计概念 由微观粒子动能的统计平均值决定 说少数几个分子具有多高的温度是无意义的 例1 理想气体系统由氧气组成 压强P 1
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