物理 气体动理论[1].ppt

1、第二篇热学，第二，热学：研究热现象的理论，热力学，统计物理学，统计物理学：从分子原子等微粒的运动和它们的相互作用出发，研究热想象的规律和微观本质，热现象：与温度相关的物理性质的变化，热力学：观察和实验中，根据能量的观点，分析热功转化的关系和条件。3，9-1气体分子的不规则运动，9-2以上气体状态方程，9-3以上气体的压力公式，9-4温度的微观意义，9-5能量均分定理以上气体内能量，9-6麦克斯韦气体分子速度分布法，9-7气体分子的平均值；分子的质量约为10-26公斤；是。1物质由很多分子组成，分子之间有间隔，宏观无穷大，5，宏观：表示大量分子集体特征的物理量(可直接测量)(例如p，v，t等)。

2、)，微观：在描述单个分子运动状态的物理量(不能直接测量)、宏观量、微观量、构成物质的分子之间有一定的间隔，例如分子的m、等。气体很容易压缩，因为气体分子之间的间距很大。液体和固体的分子间隙小得多。6、分子的不规则运动与温度有关。温度越高，分子不规则运动的极度就越高，因此分子的不规则运动称为分子的热运动。所有热现象都是物体内许多分子热运动的聚合表现，两分子从不停止不规则运动，布朗运动是分子热运动的间接证据。悬浮在液体中的固体粒子继续不规则运动的现象称为布朗运动。当7，3分子之间有相互作用的重力和斥力时，分子力主要表现为斥力；分子力主要表示重力。当分子接近r=d时，分子以强烈的斥力排斥。类似于小球

3、之间的“弹性碰撞”过程。d的平均值是分子有效直径，8，分子间的吸引力趋于凝聚，热运动导致分子分散，两种趋势徐璐对立，结果是物质状态不同的2气体分子热运动图像在室温(t左右)大气压力(p=1atm左右)状态下气体分子热运动的样子9，分子的平均速度很高(500m/)，气体分子的碰撞一般非常频繁，数量大(氧31019/cm3)，碰撞频繁1010次/秒，单分子运动遵循牛顿定律，但由于频繁碰撞，单分子运动非常复杂，不规则，运动情况变化迅速。10，3统计方法的基本概念，示例1。很多三色球(颜色的小球数几乎相同)，书包里各抓一个小球，任何颜色的球都无法预测。(单一事件不规则)，结果统计，发现：11，许多偶然

4、事件遵循的规律称为统计规律。事件次数越多，规律性就越强，是衡量某个事件发生可能性的统计概念。1 .统计规律，统计方法：2。“概率”的概念：红色球出现的次数与抓住球的总次数的比率是红色球出现的概率。接球越多，结果越准确。12，用数学表达式概括：例1中每种颜色的球有1万个左右(机会均等)，3。等概率原理：N -各种事件发生的总次数Ni -事件I发生概率，13，显然三色球发生的概率为：这称为概率的规格化条件。一定要！4正则化条件：所有可能值的概率和1，14，高尔顿的球的分布规律，15.统计规律。球数n足够大时，球的分布有统计规律。例如扔硬币，两个面，哪个面开始朝上是不规则的，但是投掷次数越多，出现什

5、么面的概率就越接近一半。16，4，统计规律的如下特征： (1)，仅对许多偶然事件有意义。(2)这与个体规律的整体不同。统计规律给出了系统在一定条件下处于某种状态的概率。(3)总是随着波动或起伏，n变化，波动：相对统计平均值的差异，17，热学研究对象，热学研究对象，构成热运动3360宏观物体的许多微小粒子的不断不规则运动，热现象3360与气温相关的物理性质的变化，研究对象特性，单分子：整个(大量分子):遵循统计规律。18，研究方法，1热力学宏观说明，2气体动力学理论显微镜说明，19，1，热力学系统和外部热力学系统：热力学的研究对象(宏观物体)称为系统。包含很多分子和原子。外部：热力学系统不受外部

6、影响的情况下，系统与外部世界不交换任何能量(运行和能量传递)或物质的系统称为全封闭系统。如果圆柱体中的气体是系统、外部、20、2气体的状态参数(宏观)，那么对于特定种类和一定质量的物质系统，可以用体积v、压力p和温度t来描述。状态参数：描述系统的宏状态的变量，21，1卷v3360几何描述气体分子可以到达的空间，即容器的体积。国际单位(而不是系统中分子体积的总和)是m3公共单位l(升)。1m3=103l、22，2。压力p:作用于容器壁单位面积的气体分子垂直压力的机械说明大小容器壁碰撞的宏观表示。国际单位：1Nm-2=1 Pa帕斯卡(Pa)公用单位：毫米汞柱高度(mmHg)和标准大气压(atm)

7、1 atm=760 mmHg=101325Pa，标准大气压：纬度海面上的大气温度的数值表示方法称为温度标准热力学温度标准t，是基本温度标准国际单位k(开尔文，又名on)。摄氏温度指数为t，单位，3温度：列说明，24，热力学如何定义温度？热平衡状态：由热扩散器分离或直接接触的两个系统的共同平衡状态。热平衡定律(热力学第零定律)，如果物件a和b分别处于物件c和热平衡状态，则a和b也应具有热平衡，25，温度定义：如果两个或更多热力学系统处于同一热平衡状态，则必须具有共同的宏观性质。热平衡的多个系统具有相同的温度。系统温度这个共同的宏观特性。“高低温程度”每天理解温度测量(以温度为基准)的原理。26，

8、在气体系统中同时发生其他物理现象时，反映这种物理现象的参数也要增加。化学参数：其他气体的百分比电磁参数要完全说明系统的状态，需要添加哪些参数，必须由系统本身的特性决定。27，3，平衡状态和平衡过程平衡状态：在没有外部影响的情况下，系统各部分的宏观特性长期保持不变的状态。一定质量的气体与外部世界没有能量交换，没有内部化学反应或核反应，分子热运动导致气体的各个部分实现。即密度均匀，温度t均匀，压力p均匀。，状态参数(p，V，T)仅说明平衡状态，28，(1)统一(p，T在所有地方都相同)；(2)状态的稳定性与时间无关。(三)自愿过程的结束；(4)热平衡(不同于力平衡)；(5)理想化的概念(实际上不存

9、在)。29，过程，过程：系统从一种平衡状态转移到另一种平衡状态的一系列中间状态，30，平衡过程：从一种状态转换到另一种状态的过程进行得很慢时所经历的一系列中间状态无限接近平衡状态的过程称为准静态过程。准静态过程是无限慢状态变化过程的理想物理模型。31.对于特定种类和特定质量的物质系统，可以使用体积v、压力p和温度t描述平衡状态。状态方程：系统的v，p，和t之间的函数关系普通气体是温度不太低(相对于室温)，压力不太大(相对于大气压)的情况下，恒定质量的同种气体遵循克拉珀伦方程，4理想气体状态方程，32，理想气体：理想化的物理模型。在任何条件下严格遵守上述方程的气体。理想气体的状态方程，理想气体状

10、态方程1，摩尔气体常数，系统总质量m，摩尔质量m，系统的摩尔数，33，k称为玻尔兹曼常数n=N/V，气体分子数密度，理想气体状态方程2，1摩尔所有气体的NA分子NA=6.00线角度间距，(2)分子之间没有相互作用力，除了碰撞时刻。理想气体的微观模型，(4)分子的运动遵循经典力学定律，(3)弹性粒子(碰撞都是完全弹性碰撞)；36，(2)根据位置的分子分布均匀。2热平衡的统计规律(平衡状态)，(1)分子的速度各不相同，通过碰撞不断变化，(3)分子的每个方向的运动概率都相同。37，38，3式相加，考虑，39，40，2以上气体压力公式，压力本质气体的压力是很多分子和装置壁碰撞作用于装置壁的力的统计平均

11、值。多个分子碰撞的总效应：恒定持续力的作用，单分子碰撞特性：偶然性，不连续性，41，边长分别为x，y，z的盒子里有n个质量相同的气体分子，计算壁面的压力。3个以上气体压力公式，42，分子应用于装置壁的：x方向的动量变化：单个分子遵循机械定律。43，单分子单位时间应用于设备壁的冲量：两个碰撞间隔时间：单位时间碰撞数：44，单位时间n粒子对总冲量：大量分子总效应，设备壁施加的平均冲量3360，45，气体压力，统计规律，分子压力公式显示了宏观量和微观量之间的关系。压力是统计概念，只能用于大量分子群体。48，分子平均转换动能：理想气体压力公式，理想气体状态方程，49，(3)在相同温度下，各种气体分子平

12、均转换动能是相同的。(1)温度是对分子平均转换动能的测量。(2)温度是许多分子的集体表示，50，平方平均根速度：很多气体分子速度平方数的根值。在常温下，在数百至数千米/秒的水平。，现代物理学：无法达到，甚至存在“零能量”。51、热运动和宏观运动的区别：温度反映分子的无规律运动。与物体的整体运动无关。物体的整体运动是其中所有分子的一种有规律运动的表现。温度反映的运动包括系统的整体运动吗？52，1。一定质量的气体在温度恒定的情况下，随着体积的减少，压力增加；体积恒定的话，压力会随着温度的增加而增加，宏观上，这两种变化都会增加压力。微观上有差异吗？2 .两种理想气体具有相同的压力，相同的温度，不同的体积。单位体积内的分子数相等吗？问题：(回答：前者是由于不断增加的分子碰撞，后者是由于不断增加的运动。)