04-1 气体动理论一ppt课件

第四章气体动理论,1,一气体动理论的基本概念,研究对象：热力学系统大量分子组成的气体,1研究方法,微观法：,根据实验经验总结，给出宏观气体热现象的规律热力学,宏观量：反映大量分子的集体特性（P、V、T）,研究大量分子的热运动，用概率论统计的方法统计力学,微观量：描述单个分子性质和状态的物理量,2,2平衡态、非平衡态,在不受外界影响的条件下,系统的宏观性不随时间改变的状态。,平衡态是理想化模型，我们研究平衡态的热学规律.,热动平衡,3,3理想气体的物态方程,理想气体：实际气体在常温和较低压强下,平衡态时，理想气体的状态方程为,摩尔气体常数,4,玻尔兹曼常数,5,统计规律：一定条件下，大量偶然随机事件的整体具有确定的规律,统计规律有以下特点:（1）只对大量偶然的事件才有意义.（2）它是不同于个体规律的整体规律.,二分子热运动的统计规律,6,小球在伽尔顿板中的分布规律.,概率,统计规律当小球数N足够大时小球的分布具有统计规律.,7,设为第格中的粒子数.,概率粒子在第格中出现的可能性大小,粒子总数,，即事实的概率只可能在0和1之间。表示各种可能事件出现的概率之和应等于1，这一性质也称为概率的归一化条件。,8,4.2理想气体的压强与温度,9,1）分子之间的平均距离远大于分子自身的线度，可视为质点；,2）分子间的相互作用可忽略，除了碰撞，分子的运动可做匀速直线运动；,3）分子间及与容器间的碰撞均为完全弹性碰撞，即碰撞前后分子动能不变。,一理想气体的微观模型,10,（1）容器中单位体积内的分子数处处相等。,（2）分子速度在各个方向分量的各种统计平均值相等。,二关于气体分子集体的统计假设,11,其中速度在方向分量的算术平均值为：,12,三理想气体的压强公式,边长为l正方体的容器中，有N个气体分子，每个分子质量为m,我们计算容器某一器壁受到的压强：,13,分子施于器壁的冲量,单个分子单位时间施于器壁的冲量（即平均冲力）,分子动量变化,两次碰撞间隔时间,频率,14,单位时间N个粒子对器壁A总冲量（平均冲力）,A面气体压强,15,统计规律,分子平均平动动能,16,压强是大量分子对时间、对面积的统计平均结果.,分子平均平动动能,17,理想气体压强公式,理想气体状态方程,四理想气体的温度公式,理想气体的温度,宏观可测量,微观量的统计平均值,18,3）在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等。,1）宏观量T是标志分子热运动激烈程度的物理量,2）温度是大量分子的集体表现，个别分子无意义.,19,方均根速率,20,（A）温度相同、压强相同。（B）温度、压强都不同。（C）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强.（D）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强.,一瓶氦气和一瓶氮气质量密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们,21,例1：一个具有活塞的圆柱形容器中储有一定量的理想气体，压强为P，温度为T，若将活塞压缩并加热气体，使气体的体积减少一半，温度升高到2T，求：（1）气体压强增量为多少？（2）分子平均平动动能为?,22,例2：已知一容器内的理想气体在温度273K，压强1.03103Pa，密