大学物理A讲义.ppt

1、林课教师：刘伯松，办公室：颐和园235室，课程名称：大学物理AII，信箱：公共邮箱：DXWLA_，2，大学物理下卷，第17章，温度和气体动力学理论，3，1热力学宏观实验能量可靠，2 .统计物理微观理论模型，互补，互补，2，研究热现象的两个茄子主要分支，统计规律，5，1，统计物理基本思想宏观上的一些物理量是组成，宏观上测量的物理量(如P T E等)。微观量构成系统的粒子(分子、原子或其他)的质量、动量、能量等。不能直接测量的量，3，气体分子系统的统计分布，6，2，解决问题的一般思维方式是从单个粒子的行为到大量粒子的行为-统计规律，统计方法，模式一个粒子的多个行为多个粒子的一次行为，结果相同。例如

2、，投掷硬币正面出现的比率接近1/2的统计规律性：大量随机事件作为整体表示的规律性，必须使统计规律性大幅波动。7，8，分布曲线，飞镖，9，17.4能量平均定理，17 17.2气体分子的不规则运动，第17章温度和气体运动理论，17.1气体分子热运动的说明，17.3以上气体的压力，10，17.1气体分子热运动的说明，11，1，气体分子热运动的说明系统外部的物体称为外部。12，示例1气体的准静态压缩，过程时间1秒，李莞时间，3，准静态，每一瞬间系统都是平衡状态的实际过程的理想化-无限慢(准)“无限慢”:系统变化的过程时间延迟时间，示例2准静态传热例如，温度T，宏观上在标准气压下，将冰水混合物的平衡温度

3、冰点定为0C，(2)气体温度标准，(1)气体温度，(1742年瑞典天文学家孟德斯鸠成立)，(实际气体密度为0牙齿的极限)； 热力学温度计与任何物质特性无关，在理想气体温度计适用的温度范围内，它等同于理想气体温度计。，与工作物质无关的温度表，与英国凯尔文建立的摄氏温度的关系，(3)热力学温度表，17，2，理想气体状态方程，- mol质量V -利己活动空间，R-普适气体常数，M - 19，热力学系统由大量粒子组成。(1)标准状态，(2)高真空，10亿，20，大批量，不规则性，统计方法，数学基础-概率论，1。利己状态方程，2 .不漏空气P V图中的一点表示平衡状态。一条线表示准静态过程。22，1，平

4、均碰撞频率，1，所需假设(1)等分子的有效直径，(2)弹性碰撞(3)一个分子移动，其他分子不移动。平均相对运动速度为，17.2气体分子的不规则运动，23，2，柔道，a分子跟踪，平均碰撞频率3360分子在单位时间内接收的平均碰撞次数，圆柱体内的中心分子可以与a分子接触，24，2，平均自由路径，26，案例1求出了标准条件下空气分子的平均碰撞频率和平均自由距离。对于空气分子d 3.5 10 -10米，标准状态：平均自由路径，分子直径的200倍，27，数十亿次碰撞，平均碰撞频率，例2直径5厘米容器，内部充满氮，真空度10-3 Pa。室温(293K)下平均自由过程的理论计算值，求解：(二次/秒)，28，

5、集装箱线l=5厘米，m，提取，任务17.4 17.6 17.12，29，misemodel，(忽略重力)，(3)完全弹性碰撞(动能不变)，(4)服从牛顿力学，(2)对分子群体的统计假设压力：大量分子撞击单位面积器壁的平均作用力系统：理想气体平衡状态忽略重力，设置N个同种分子。分子质量M分子数密度n=N/V足够速度的分子数密度ni=Ni/V N=Ni n=ni，32，33，1个单位时间内一个分子撞击墙壁的A1面的刺激，2个步骤：单位时间内N个分子的A1面的刺激，34个步骤，3个步骤这里的压力只是统计概念，是统计平均值。第三，温度的统计意义，第一，温度是大量分子的集体行为，是统计的结果。(数字少，

6、无意义)，37，2，物理意义温度测量分子热运动的激烈程度，以温度T为例，分子的平均转换动能与分子种类无关。在相同温度的平衡状态下，氧和氦分子的平均动能相同。，3，分子运动的平均转换动能，38，4，气体分子运动的平方根率，压力，温度，速度分布都有关系。39，17.4能量均等定理，研究气体的能量时，因为分子有转换动能，有旋转动能和振动动能，气体分子不再被看作质点。1，气体分子的自由度，将每个原子当作质点，因此分子是质点系。确定物体空间位置所需的独立坐标数，刚性气体分子的自由度，(分子内原子间的距离不变)，40，基本形态3360平移旋转，41，2，能量根据自由度平均划分原理。条件：温度为T的平衡状态

7、下为1。每个平移自由度具有相同的平均动能2。平衡状态下的每个自由度等于每个旋转自由度，每个振动自由度也具有与平移自由度相同的平均动能，其值也为42，3。在温度为T的平衡状态下，物质(蒸汽固体)分子的每个自由度都具有相同的平均动能，其值为：(1)能量分布没有优势的自由度(2)以下概念的物理语义物质：目标无限-普遍性的一侧平衡状态：状态的限制平均动能：平均值-统计结果，43，(3)每个振动自由度也是kT/2的，分子平均总动能，刚性双原子分子，单原子分子，刚性多原子分子，合计系统内所有分子的平均动能和分子间作用的平均能量之和可以对理想气体分子间作用力定义为：因此分子间作用力之和为0内部能量，46，刚

8、性异常气体分子系统，分子内部能量也为0，因此内部能量为1毫升刚性异常气体分子系统的内部能量，以及室温下振动自由度未激活。分子的自由度为5，因此一个分子的平均动能，在J，48，ye2三个容器中，分别储存了1毫升氦(He)，1毫升氢(H2)，1毫升氨(NH3)。都被认为是刚性分子的理想气体。如果它们的温度都上升了1K，三种茄子气体内部能量的增加额分别是多少？解释：J，J，J，49，17.5麦克斯韦速度分布定律，1，解决粒子群体行为的统计方法2，分布函数及其意义3，麦克斯韦速度分布函数4，应用速度分布函数，50，1，解决粒子群体行为的统计方法1。演示如果研究粒子必须根据坐标分布规律提供坐标，那么分子总数N的百分比，概率，51，概率，粒子根据坐标的统计分布规律，2。结论，(1)统计分布的基本方法分隔间隔，坐标分布，速度分布，能量分布，仅与52，2，2速度V相关，或只是V的函数，53，单位速度间隔内的分子数占总分子数的百分比，间隔内的分子数占总分子数的百分比，分子速度为，(1)3.麦克斯韦速率分布函数系统：理想气体平衡状态自由空间1。麦氏速度分布函数，必须最大，56，2。麦克斯韦速度分布曲线，讨论，57，2。曲线下面积：曲线下总面积速度较大的分子数越多，4。分布曲线与T，M的关系，相同的气体：62，总空间速度的算术平均数计