new大学物理第6章

《new大学物理第6章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、maxwellBoltzmann第一章质点运动学6-1分子热运动与统计规律性一、分子运动论的基本观点分子观点：宏观物质是由大量分子(或原子)组成分子运动观点：分子不停地作无规则的运动分子力观点：分子之间有相互作用力F−10r~10m0r0or利用扫描隧道显微镜技术,rr引力0字母的照片.r=rF=00第一章质点运动学二、统计规律性statisticalphysicsstatisticalphysics个别分子运动—力学规律大量分子的整体行为—统计方法.......

2、...................................................................................................................................第一章质点运动学6-2平衡态　理想气体状态方程一、热力学系统系统—大量微观粒子组成的物体系宏观量—描述系统状态和属性的物理量微观量—描述每个微观粒子运动的物理量二、平衡态系统与外界没有能量和物质的交换,其宏观性质(p、T、ρ等)不随时间变化的状

3、态••••••••••••••••••••••A••B••••••••••••••••••••••••••••••••••第一章质点运动学三、状态参量2压强p单位：1Pa=1N/m51atm=1.013×10Pa31cmH=1.333×10Pga3体积V单位：m,l热力学温度T单位：KT=273.15+t�摄氏温度t单位：CC99�TTF==TTC++3232((FahrenheitFahrenheittemperaturtemperature)e)55第一章质点运动学四、理想气体状态方程mpV=RT

4、Mm:气体质量M:摩尔质量R=8.31J/mol⋅Kmν=注意不要写成pV=nRTMm=µNµNR{{⇒pV=RT=NTM=µNµNNAAAR−23玻尔兹曼常量k==1.38×10J/KNANpV=NkT⇒p=kT⇒p=nkTVNn=分子数密度V6-3压强和温度的微观解释第一章质点运动学一、理想气体的压强公式1、理想气体的微观模型(1)忽略分子大小,视为质点(2)每个分子遵循牛顿定律,碰撞是完全弹性的(3)忽略分子相互作用力(除碰撞外),忽略重力自由地无规则运动的弹性质点的集合2、统计假设∆NN任一处

5、n==分布均匀∆VV2222υ=υ=υυ=υ+υ+υxyzxyz22212υ=υ=υ=υxyz3第一章质点运动学3、压强公式推导dA法线xθXθxxvidt器壁上取dAvivixdt(1)一个分子与器壁碰撞一次对器壁的冲量分子受到的冲量=−µυix−µυix=−2µυix�(2)dt时间内υ的分子对dA的冲量i斜柱体内分子数nυdt⋅dAiix对dA的冲量niυixdt⋅dA(2µυix)(3)dt内所有分子对dA的总冲量(限于第一章质点运动学υ)>0ix2dI=2nµυdAdt∑∑∑∑iixi(υ>

6、0)ix1⎡2⎤2即dI=⎢∑∑2niµυixdAdt⎥=∑∑niµυixdAdt2⎢⎣⎢⎣⎢⎣i⎥⎦⎥⎦⎥⎦i(4)大量分子对器碰撞引起的宏观压强dFdI22p===nµυ=µnυ∑∑iix∑∑iixdAdAdtii222υ2=Vn(11υx+n22υx+⋅⋅⋅⋅)=∑niixυ由于xVn(+n+⋅⋅⋅⋅)∑nnn12i2122122p=nµυ=nµυ或p=n(µυ)=nε所以xk332312εk=µυ分子的平均平动动能24、压强的微观解释第一章质点运动学(1)p是一宏观量,其微观本质是大量分子对器

7、壁碰撞的综合结果。(2)p是一统计量,对个分子无意义。二、温度的微观解释p=nkT313⇒ε=kT~T即2{{{{2kεk=µυ=kTp=nε222k31.气体温度是分子平均平动动能大小的量度。2.温度是大量分子无规则运动的集体表现，对个别分子无意义。123.T=0,µυ=0223kT3RTTR4.方均根速度υ==~(k=)µMMNAroot-mean-squarespeed第一章质点运动学氢分子质量3.3×10−24g,如果每秒有2310个氢分子�5沿着与容器壁的法线成45角的方向以10cm/s2的

8、速率撞击在2.0cm面积上(完全弹性碰撞),则此氢气的压强p=?θxθ�υ一个分子：��FF∆=∆=ttµυµυcoscos45−−−−((µυµυcoscos45))==22µυµυX单位时间内N个分子:2NµυF2Nµυ3压强p===2.33×10paSS第一章质点运动学21222p=n(µυ)=nnεεk3233温度的微观解释p=nkT123ε=µυ=kT{{{{2k22p=nεk31.气体温度是分子平均平动动能大小的量度。2.温度是大量分子无规则