2021-2022学年高二物理竞赛课件：理想气体的压强和温度(共67张PPT)

1、第三节理想气体的压强和温度3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型3-2-3 理想气体的压强和温度3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： （1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； 3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： （1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； （2）除碰撞外不计分子间的作用力；3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： （1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； （2）除碰撞外不计分子间的作用力； （3）分子本身线度远小于分子间距

2、； 3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： （1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； （2）除碰撞外不计分子间的作用力； （3）分子本身线度远小于分子间距； （4）个别分子遵守牛顿定律。3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： （1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； （2）除碰撞外不计分子间的作用力； （3）分子本身线度远小于分子间距； （4）个别分子遵守牛顿定律。 2. 统计假设:3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： （1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； （2）除碰撞外不计分子间的作用力；

3、（3）分子本身线度远小于分子间距； （4）个别分子遵守牛顿定律。 2. 统计假设: （1）分子沿各方向运动机会相等； 3-2-3 理想气体的压强和温度 一、理想气体的微观模型 1. 分子模型： （1）分子间发生的碰撞是完全弹性的； （2）除碰撞外不计分子间的作用力； （3）分子本身线度远小于分子间距； （4）个别分子遵守牛顿定律。 2. 统计假设: （1）分子沿各方向运动机会相等； （2）分子速度沿各方向分量的各种平均值相等。3-2-3 理想气体的压强和温度二、理想气体的压强公式Axyz123lll二、理想气体的压强公式iAxyz123lll二、理想气体的压强公式imvixAxyz123lll

4、二、理想气体的压强公式imvixAxyz123mvixlll二、理想气体的压强公式imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量mvixlll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=lll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=i 分子一次碰撞给予器壁的冲量：lll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=i 分子一次碰撞给予器壁的冲量：2mvi

5、xlll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=i 分子一次碰撞给予器壁的冲量：2mvix单位时间的碰撞次数:lll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=i 分子一次碰撞给予器壁的冲量：2mvix单位时间的碰撞次数:vix21llll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=i 分子一次碰撞给予器壁的冲量：2mvix单位时间的碰撞次数:vix211秒钟给予器

6、壁的冲量llll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=i 分子一次碰撞给予器壁的冲量：2mvix单位时间的碰撞次数:vix211秒钟给予器壁的冲量=i分子给器壁的冲力llll二、理想气体的压强公式 imvixAxyz123i 分子与器壁碰撞一次获得的动量增量2mvmvmvmvixixixix=i 分子一次碰撞给予器壁的冲量：2mvix单位时间的碰撞次数:vix211秒钟给予器壁的冲量=i分子给器壁的冲力ixixixv21=2mvmv21llllll二、理想气体的压强公式分子给予器壁的冲力:imvix21F123S

7、llll分子给予器壁的冲力:imvix21N 个分子的平均冲力：F123Sllll分子给予器壁的冲力:imvmvixix21F21=F123SlllllN 个分子的平均冲力：分子给予器壁的冲力:imvmvixix21F21=N 个分子给予器壁的压强F123SlllllN 个分子的平均冲力：分子给予器壁的冲力:imvmvixix21F=21=N 个分子给予器壁的压强FSPF123SlllllN 个分子的平均冲力：分子给予器壁的冲力:imvmvmvixixix21F=22211=N 个分子给予器壁的压强3FSPF123SllllllllN 个分子的平均冲力：分子给予器壁的冲力:imvixmvmvm

8、vixixix21F=2222111=N 个分子给予器壁的压强3FSP=3NNi=1N2F123SlllllllllllN 个分子的平均冲力：分子给予器壁的冲力:imvixmvvmvmvixixix21F=2222111=N 个分子给予器壁的压强3FSP=3NNi=1N22=nmxF123SlllllllllllN 个分子的平均冲力：分子给予器壁的冲力:imvixmvvmvmvixixix21F=2222111=N 个分子给予器壁的压强3FSP=3NNi=1N22=nmxF123S（n：分子数密度）lllllllllllN 个分子的平均冲力：p=nmvx2p=nmvx2由统计假设：222vvv

9、=xyz由统计假设：222vvv=xyz可以证明：（同学自证）v=x222+vvvyz2p=nmvx2x可以证明：（同学自证）2vv=32v=x222+vvvyz2p=nmvx2由统计假设：222vvv=xyzvx可以证明：（同学自证）2vv=322Pmn3v=x222+vvvyz2p=nmvx2由统计假设：222vvv=xyzvx可以证明：（同学自证）2vv=1322Pmn3=23n()2mv2v=x222+vvvyz2p=nmvx2由统计假设：222vvv=xyzvx可以证明：（同学自证）2vv=1322PPmn3=23n()2mv223n w，v=x222+vvvyz2p=nmvx2由统

10、计假设：222vvv=xyz1v=x可以证明：（同学自证）2vv=1322PPmn3=23n()2mvv2223n ww2m，v=x222+vvvyz2p=nmvx2由统计假设：222vvv=xyz1v=x可以证明：（同学自证）2vv=1322PPmn3=23n()2mvv2223n ww2mw分子热运动平均平动动能，v=x222+vvvyz2p=nmvx2由统计假设：222vvv=xyzP=3nw压强公式：2P=3nw压强公式：2压强公式将宏观量 P 和分子热运动平动动能（微观量）的统计平均值而说明了压强的微观本质。w联系起来，从几种气体混合时，各种气体w 一样，而： 这叫道尔顿分压定律，

11、P1， P2， P3为分压强，是各气体单独存在时的压强。n = n1+ n2+ n3+ P =2 n w /3 = 2 n1 w /3 + 2 n1 w /3 + =P1+ P2+ P3+ 三、温度的统计意义 molPTR=VMM, 三、温度的统计意义 molPTR=VMMMmN, 三、温度的统计意义 MmolPTR=VMMM0mmNNmol, 三、温度的统计意义 MmolPPTTRR=VVMMM0mmNNmol,=MMmol 三、温度的统计意义 RMmolPPTTTRR=VVVMMM00mmNNNmol,=MMmolNmm 三、温度的统计意义 RMmolPPTTTRR=VVVMMM00mmN

12、NNmol,=MMmolNmm 三、温度的统计意义 VRMmolPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N 三、温度的统计意义 VRMmolPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N玻尔兹曼 恒量 k 三、温度的统计意义 VRMmolPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N玻尔兹曼 恒量 kk0=RN 三、温度的统计意义 VRMmolPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N玻尔兹曼 恒量 kk0=RN2311.3810J.K

13、 三、温度的统计意义 VRMmolPPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N玻尔兹曼 恒量 k.k0=RN2311.3810J.KVTR0=N()N 三、温度的统计意义 VRMmolPPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N玻尔兹曼 恒量 k.k0=RN2311.3810J.KVTR0=N()N 三、温度的统计意义 n=kTPVRMmolPPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N玻尔兹曼 恒量 k.P=n w.23又k0=RN2311.3810J.KVTR0=N()N 三、温度的统计意义 n=kTPVRMmolPPPTTTTRRR=VVVMMM000mmNNNmol,=MMmolNmm=N()N玻尔兹曼 恒量 k.P=n w.23又比较这两式得： w= kT32k0=RN2311.3810J.KVTR0=N()N 三、温度的统计意义 n=kTPkT23w=kT23w= 温度的统计意义：温度（宏观量）是分子热运动平均平动动能大小的量度。kT23w= 方均根速率: 温度的统计意义：温度（宏观量）是分子热运动平均平动动能大小的量度。kT23w=mv122=32kT 方均根速率: 温度的统计意义：温度（宏观量）是分子热运动平均平动动能大小的量度。