热1气体动理论ppt培训课件

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1、热学ThermalPhysics11.5;1.13;1.17;1.26;2.3;2.5;2.10;2.12;*2.13;*2.203.9;3.12;3.21;3.22;*3.194.9;4.10;4.12;4.132绪言一.热学研究对象及内容▲对象：宏观物体（大量分子原子系统）或物体系—热力学系统。▲内容：与热现象有关的性质和规律。外界系统外界3二.热学的研究方法▲热力学（thermodynamics）宏观基本实验规律热现象规律逻辑推理特点：普遍性、可靠性。▲统计力学（statisticalmechanics）对微观结构

2、提出模型、假设统计方法热现象规律特点：可揭示本质，但受模型局限。4三.几个概念1.平衡态（equilibriumstate）：不随时间变化的状态（热动平衡）。系统的宏观性质稳定态T1T2在不受外界影响的条件下形式的物质与能量交换），（与外界无任何要注意区分平衡态与稳定态。平衡态T1T15宏观量描写单个微观粒子运动状态的物理量只能间接测量）。3.微观量（microscopicquantity）：（一般如分子的2.宏观量（macroscopicquantity）：表征系统宏观性质的物理量（可直接测量）。65.物态方程（equ

3、ationofstate）：态参量之间的函数关系：理想气体物态方程：4.物态参量（态参量）（stateparameter）：描写平衡态的宏观物理量。如：气体的P、V、T一组态参量一个平衡态描述对应7第一章温度（temperature）两系统热接触下，相当长时间后达到的共同平衡态。一.热平衡态：二.温度态参量P、V、T中，T是热学特有的物理量，需要在热学中加以定义。AB绝热壁导热板绝热壁8实验表明：则A与B热平衡。“分别与第三个系统处于同一热平衡态—热平衡定律（热力学第零定律）的两个系统必然也处于热平衡。”即：定义温度：处

4、于同一热平衡态下的热力学系统所具有的共同的宏观性质。一切处于同一热平衡态的系统有相同的温度。温度取决于系统内部的热运动（对质心）状态。9三.温标（temperaturescales）为水的三相点(triplepoint)一定质量的理想气体：在>0.5K的范围适用（低压3He气）。1.理想气体温标：温标：温度的数值标度。T3=273.16K，102.热力学温标T：4.华氏温标tF：3.摄氏温标t：单位：K(Kelvin)，规定：T3=273.16K在理想气体温标有效范围内二者一致。t=（T-273.15）t3=0.01不依

5、赖测温物质及其测温属性，11△四.理想气体的物态方程(p.16)—玻尔兹曼常量（BoltzmannConstant）12第二章气体动理论（KineticTheoryofGases）前言§2.1理想气体的压强和温度§2.2能量均分定理§2.3麦克斯韦速率分布律△§2.4麦克斯韦速率分布的实验验证§2.5玻耳兹曼分布△§2.6真实气体等温线§2.7范德瓦尔斯方程§2.8气体分子的平均自由程§2.9输运过程13前言气体动理论的基本观点：1.宏观物体由大量分子、原子构成，有一定的间隙；2.分子永不停息地作无规则运动—热运动3.分

6、子间有一定相互作用力。分子间14§2.1理想气体的压强和温度（temperatureandpressureofidealgases）一.理想气体的微观假设1.关于每个分子的力学性质(1)大小—分子线度<<分子间平均距离；(2)分子力—除碰撞的瞬间，在分子之间、分子与器壁之间无作用力；(3)碰撞性质—弹性碰撞；(4)服从规律—牛顿力学。152.关于大量分子的统计假设（对平衡态）(2)由于碰撞，分子可以有各种不同的速度，(1)无外场时，分子在各处出现的概率相同，速度取向各方向等概率，即：注意：统计规律是有涨落(fluctua

7、tion)的，统计对象的数量越大，涨落越小。演示伽尔顿板（演示统计规律及涨落）16二.理想气体压强公式的推导前提：平衡态，忽略重力，分子看成质点（只考虑分子的平动）；设：同种气体，分子质量为m，N—总分子数，V—体积，—分子数密度（足够大），17取器壁上小面元dA（>>分子截面面积）小柱体dAvixdtx器壁第4步：=2nimvix2dtdAdIi=(2mvix)(nivixdtdA)dt内所有分子对dA冲量：第2步：一个分子对dA冲量：2mvix第1步：第3步：dt内所有分子对dA冲量：18有由分子平均平动动能三.温度

8、的统计意义由T是大量分子热运动平均平动动能的量度。由此给出温度的统计意义——气体压强公式19称为方均根速率(root-mean-squarespeed)例如：（记住数量级！）T=273K时，20§2.2能量均分定理一.气体分子自由度（degreeoffreedom）自由度：决定物体空间位置的独立坐标数，用i表示。1.