物理Chp大一下物理学习教案

1、会计学1物理物理(wl)Chp大一下物理大一下物理(wl)第一页，共77页。第10章 气体(qt)动理论阿伏伽德罗常数(NA) ： 1 mol 的任何物质含有(hn yu)的分子数。123Amol10367136022. 6N自然界所有的物质实体(sht)都是由分子组成分子间存在相互作用力。 固体分子之间的作用力最大； 气体分子之间的作用力最小； 液体分子之间的作用力介于固体和液体之间。第1页/共77页第二页，共77页。10-1 麦克斯韦(mi k s wi)速率分布10-3 理想气体压强(yqing)公式10-4 温度的微观本质10-5 能量均分定理 理想气体的内能10-6 真实气体10-7

2、 气体分子的平均自由程和碰撞频率10-8 气体内的输运过程10-9 热力学第二定律的统计意义和熵第10章 气体动理论第2页/共77页第三页，共77页。10-1 麦克斯韦速率(sl)分布对多粒子(lz)体系的两种描述宏观量: 以系统整体为研究对象，表征其整体特征。微观量: 以系统内子系为研究对象，表征子系的特征。 宏观量是大量粒子运动的集体表现，决定于微观量的统计平均值。统计规律: 大量偶然事件整体所遵从的规律不能预测 多次重复 抛硬币: 抛大量次数，出现正反面次数约各1/2，呈现规律性。第3页/共77页第四页，共77页。伽尔顿板实验(shyn)每个小球落入哪个(n ge)槽是偶然的少量(sho

3、ling)小球按狭槽分布有明显偶然性小球按狭槽分布呈现掷骰子: 掷大量次数，每点出现次数约1/6，呈现规律性。涨落:实际出现的情况与统计平均值的偏差第4页/共77页第五页，共77页。：1) 群体规律：只能通过大量偶然事件总体显示出来， 对少数事件不适用。近近似似规规律律统统计计规规律律 个个体体规规律律简简单单叠叠加加统统计计规规律律 2) 量变质变：整体特征占主导地位例：理想气体实验定律， 3) 与宏观条件(tiojin)相关 如：伽尔顿板中钉的分布及 孔的位置4) 伴有涨落(zhn lu)第5页/共77页第六页，共77页。研究对象: 处于(chy)平衡态的理想气体系统设总分子(fnz)数为

4、 N0N 速率在 v v + v 区间内分子数与v、v 有关0NN 分子速率处在 v v + v 区间的概率与 v、v 有关vvvdd00lim0NNNN分子速率在 v 附近单位速率区间内的概率(概率密度) 是 v 的函数第6页/共77页第七页，共77页。速率分布(fnb)函数vvdd)(0NNf 平衡态下，无外力场作用时，理想气体(l xin q t)分子按速率分布服从麦克斯韦速率分布律。麦克斯韦速率(sl)分布函数22232e)2(4)(vvvkTkTf是分子的质量231A1.38 10 J KRkN玻耳兹曼常数第7页/共77页第八页，共77页。v2v1 在麦克斯韦速率分布曲线下的任意(r

5、ny)一块面积等于相应速率区间内分子数占总分子数的百分比。0d)(21NNfvvvv归一化条件(tiojin)0dd)(NNfvv1d)(0vvff(v) vO第8页/共77页第九页，共77页。00000d)( d NfNNNvvvvv1. 平均(pngjn)速率0d)( vvvvfMRTMRTkT60. 188v第9页/共77页第十页，共77页。MRTMRTkT73. 1332v2. 方均根速率(sl)3. 最概然速率(sl) (最可几速率(sl) 0)(ddvvfMRTMRTkT41. 122pvmkTf3d)(022vvvvf(v) vpvO第10页/共77页第十一页，共77页。2pvv

6、vf(v) vpvv2vOMRT60. 1vMRT73. 12vMRT41. 1pv第11页/共77页第十二页，共77页。解：(1) T1 T2物体(wt)A的熵变1AddTQS物体(wt)B的熵变2BddTQS 孤立(gl)系统的总熵变12dddTQTQS0孤立系统第72页/共77页第七十三页，共77页。 解: 设想气体(qt)的膨胀在可逆的等温过程下进行VpQddTVpTQSddd2121dlnVVVVSRRVVRTpV 第73页/共77页第七十四页，共77页。 一定量的理想气体向真空作绝热自由(zyu)膨胀，体积由V增至为2V，在此过程中气体的： (A) 内能不变，熵增加 (B) 内能不变，熵减少 (C) 内能不变，熵不变 (D) 内能增加，熵增加 A 思考(sko): 结冰过程和化冰过程都是熵增加吗?第74页/共77页第七十五页，共77页。 小精灵并没有对系统作功，却使原来处于热平衡的系统重新(chngxn)产生了温差，系统的熵降低了。 麦克斯韦(mi k s wi)妖的功勋使我们把信息和熵联系起来。信息熵定义(dngy)：为信息量的缺损。第75页/共77页第七十六页，共77页。阿伏伽德罗引入的“分子”概念克劳修斯提出了理想气体分子运动模型、引进统计概念推导理想气体压强公式 麦克斯韦于发现分子热运动的无规性，导出了麦克斯韦速率分布(fnb)律玻