大学物理课程分课次教案(29)

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1、大学物理课程分课次教案（２９）一、教学目的与要求1、熟悉平衡态、状态参量、理想气体微观模型等概念；2、初步了解研究热力学系统的统计方法；3、掌握理想气体状态方程、压强公式；二、教材内容与补充内容Ch９气体分子动理论Ch９-１平衡态状态参量状态方程Ch９-２压强和温度的统计意义9.2.1理想气体的微观模型9.2.2理想气体压强公式三、重点与难点重点：理想气体状态方程、压强公式难点：压强公式的推导四、教学组织教学形式：多媒体结合板书导入新课：Ch９气体分子动理论（15′）热学是研究热现象的规律及其应用的学科。它包括分子物理学和热力学。分子物理学：（统计物理学）从物质

2、的微观结构出发，认为物体的宏观性质是由大量分子的无规律运动的平均效果，用统计的方法研究物体的宏观性质。热力学：是从能量守恒和转化的角度来研究热运动规律的，不涉及物质的微观结构。分子物理学研究方法:建立宏观量与微观量统计平均值的关系从微观角度来说明宏观现象的本质。分子物理学是一种微观理论。热力学研究方法:实验定律为基础,从能量观点出发,研究热现象的宏观规律。它是一种宏观理论。Ch９-１平衡态状态参量状态方程（45′）1.平衡态在不受外界影响的条件下，热力学系统的宏观性质不随时间变化的状态。2.状态参量在平衡态下，具有确定值且可以通过实验直接测量的、可以用来描述系统

3、宏观属性的物理量。对一定量（指质量为M、摩尔质量为M）的气体，气体的状态参量为p、V、T。molMN3.理想气体状态方程pVRT式中是气体摩尔数，MNmolA23NA是阿伏加德罗常量，NA6.02210/mol,R8.31J/(molK)，是普适气体常量。或pnkT23k1.3810J/K为玻尔兹曼常量,n为分子数密度。Ch９-２压强和温度的统计意义（40′）9.2.1理想气体的微观模型理想气体分子是一个个极小的彼此间无相互作用的遵从牛顿运动定律的弹性质点。9.2.2理想气体压强公式容器中气体作用于器壁的压强，是大量气体分子对器壁不断碰

4、撞的结果。1.理想气体压强公式的推导选一个边长为l、l及l的长方形容器，体积Vlll，其中有N个同类分子，123123每个分子的质量都为m，推导分四步：（1）单个分子a一次碰撞对A面的冲量1//分子a对A面的作用力f的冲量II2m，f的方向沿x轴正方向1aaxa（2）分子a对A面的平均力1/x分子a作用于A面上的平均冲力，即fm(2)1ax2l1（3）A面所受的平均总冲力1/12xxNxm222Ffi2m1x2m2x2mNx(1x2xNx)i2l12l12l1l1（4）压强由压强的定义知A面所受的压强

5、1222Fm222Nm12xxNxp()12xxNxllllllllN2312312312pnm32压强公式pnkt312n为分子数密度,m是分子的平均平动动能。kt22式中v为气体分子速率平方的平均值。理想气体压强公式建立了气体系统的宏观量压强与微观量气体分子速率平方的统计平均值之间的关系，这是一个统计规律。五、作业与推荐阅读文献1、作业：9-1,3,42、参考文献：张三慧，《大学基础物理学》（上册），（第2版2007），清华大学出版社,P202―214程守洙《普通物理学》（上册）,（第6版2006）,高等教育出

6、版社,P164-176马文蔚《物理学教程》（上册）,（第2版2006），高等教育出版社，P179-189