物理20热学3理想气体化学纯的物态方程

1、理想气体（化学纯）的物态方程 摩尔气体常量:： 摩尔数; M : 摩尔质量 一定量理想气体，质量为 ，由N个理想气体分子组成，每个气体分子质量为 。理想气体（化学纯）的物态方程 一定量理想气体，质量为 ，由N个理想气体分子组成，每个气体分子质量为 。玻耳兹曼常量 n =N/V气体分子数密度质量密度：三、理想气体压强公式 设 边长分别为 x、y 及 z 的长方体中,有 N 个全同的质量为 m 的气体分子，计算 A1 壁面所受压强 分子数密度n：单位体积内的分子个数质量密度：三、理想气体压强公式分子平均平动动能：理想气体压强公式：分子数密度： 统计关系式微观量的统计平均值宏观可测量量12-4 理想

2、气体分子的平均平动动能 与温度的关系一、理想气体分子的平均平动动能与温度的关系理想气体压强公式：理想气体物态方程:分子平均平动动能：宏观可测量微观量的统计平均二、温度 T 的物理意义3、在同一温度下各种理想气体分子 平均平动动能均相等.1、温度是分子平均平动动能的量度. 2、温度是大量分子的集体表现.说明：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。小 结一、理想气体物态方程 一定量理想气体，质量为 ，由N个理想气体分子组成，每个气体分子质量为 。玻耳兹曼常量 n =N/V气体分子数密度质量密度：二、理想气体压强公式分子平均平动动能：分子数密度

3、：三、理想气体分子的平均平动动能与温度的关系 （A）温度、压强都不同. （B）温度相同，氦气压强大于氮气压强. （C）温度相同、压强相同. （D）温度相同，氦气压强小于氮气压强.1、一瓶氦气和一瓶氮气分子数密度相同，分子平均平动动能相同，都处于平衡状态，则：例1（12-1题） （A）温度相同、压强相同. （B）温度、压强都不同. （C）温度相同，氦气压强大于氮气压强. （D）温度相同，氦气压强小于氮气压强.2、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，都处于平衡状态，则：例23、理想气体体积为V，压强为p，温度为T. 一个分子的质量为m，k为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想

4、气体的分子数为：（A） （B）（C） （D）例34、某种理想气体，体积为V，压强为p，绝对温度为T，每个分子的质量为m，R为普通气体常数，NA为阿伏伽德罗常数，则该气体系统的分子数密度n为：例4（A） （B） （C）12-5 能量均分定理 理想气体内能ZxyzXyO质点位置（ x、y、z）一、自由度 i决定一个物体在空间的位置所需的独立坐标数称为该物体的自由度数。1、自由度:2、理想气体分子（刚性分子）的自由度1）单原子分子i =3 平动自由度12-5 能量均分定理 理想气体内能一、自由度 i决定一个物体在空间的位置所需的独立坐标数称为该物体的自由度数。1、自由度:2、理想气体分子（刚性分子）

5、的自由度1）单原子分子i =3 （3个平动自由度）2）双原子分子刚性细杆位置 x、 y、z方向 、i =5 （3个平动+2个转动）OabZxyzXyXyZO12-5 能量均分定理 理想气体内能一、自由度 i决定一个物体在空间的位置所需的独立坐标数称为该物体的自由度数。1、自由度:2、理想气体分子（刚性分子）的自由度1）单原子分子i =3 （3个平动+0个转动）2）双原子分子i =5 （3个平动+2个转动）刚体位置 x、y、z方向 、自转角度 3）多原子分子qZxyzXyXyZOOabCxzy12-5 能量均分定理 理想气体内能一、自由度 i决定一个物体在空间的位置所需的独立坐标数称为该物体的自

6、由度数。1、自由度:2、理想气体分子（刚性分子）的自由度1）单原子分子i =3 （3个平动+0个转动）2）双原子分子i =5 （3 个平动+2 个转动）3）多原子分子i =6 （3个 平动+3 个转动） 刚性分子自由度 单原子分子 3 0 3双原子分子 3 2 5多原子分子 3 3 6分子自由度平动转动总 处于平衡态温度为T 的理想气体，若将气体分子看作刚性分子，如果分子有 t 个平动自由度，r 个转动自由度，则: 若将分子看作非刚性分子，还要考虑分子的振动动能，按一定的原则确定振动自由度。（略）二、能量均分定理（玻耳兹曼假设）平衡态理想气体分子平均平动动能温度为T 的平衡态理想气体分子的每一

7、个平动自由度对应一份相同的能量分子的每一个自由度对应一份相同的能量：二、能量均分定理（玻耳兹曼假设）（*重点*） 气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均能量都相等，均为 能量按自由度均分定理（一个）分子平均总动能单原子双原子多原子三、理想气体的内能（*重点*）1、内能： 与系统内所有分子热运动相关的能量。动能相互作用势能化学能、核能（不涉及化学反应、核反应）（理想气体不考虑相互作用势能）2、理想气体的内能： 组成理想气体系统的全部分子的平均总动能之和。三、理想气体的内能（*重点*）每个分子平均总动能： 1 mol 理想气体的内能： mol 理想气体的内能： 理想气体内能变化：理想气体的内能

8、是温度的单值函数5、一体积为V 的容器内储有氧气（视为理想气体，氧气分子视为刚性分子），其压强为P ，温度为T ，已知玻耳兹曼常数为k、普适气体常数（摩尔气体常数）为R，则此氧气系统的分子数密度为_、此氧气系统的内能为_。例5实验装置金属蒸气显示屏狭缝接抽气泵12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律一、测定气体分子速率分布的实验分子速率分布图: 分子总数 : 间的分子数. 表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比 . 总数为 N 的气体分子，当取 时， 就成为关于 v 的一个连续函数，用 表示， 称为分子速率分布函数。物理意义表示在温度为T 的平衡状态下，速率在v附近，单位速率区间的分子数占总分

9、子数的百分比。二、分子速率分布函数（*重点*）1) 速率在v v+d v 区间的分子数 dNvv+d vv速率在v v+d v 区间的分子数 dN ，占总分子数的百分比物理意义: 表示在温度为T 的平衡状态下，速率在v附近，单位速率区间的分子数占总分子数的百分比。2)速率在v1v2 区间的分子数速率在v1v2区间的分子数，占总分子数的百分比v1 v2v物理意义: 表示在温度为T 的平衡状态下，速率在v附近，单位速率区间的分子数占总分子数的百分比。3) 全部分子占总分子数的百分比归一化条件4）速率在v1v2 区间的分子的平均速率物理意义: 表示在温度为T 的平衡状态下，速率在v附近，单位速率区间的分子数占总分子数的百分比。4）速率在v1v2 区间的分子的平均速率5）全部分子的平均速率6）速率平方的平均值物理意义: 表示在温度为T 的平衡状态下，速率在v附近，单位速率区间的分子数占总分子数的百分比。三、麦克斯韦气体分子速率分布定律麦克斯韦速率分布函数m: 一个分子的质量 平衡态下的理想气体系统，分子速率在vv+dv区间内的分子数占总分子数的百分比为：三、麦克斯韦气体分子速率分布定律麦克斯韦速率分布函数四、三种速率（对