物理竞赛课件15气液固性质

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1、气液固性质统计方法统计规律对大量偶然事件起作用的规律基本特点对大量偶然事件呈现稳定性永远伴随有局部与统计平均的涨落热学研究的基本方法-统计方法统计方法就是要找出由大量粒子组成的系统在一定条件下服从的统计规律，找出系统的宏观性质及其变化规律．统计方法不是力学研究方法的延续或极端!统计方法不是在力学规律对客观事物的精确研究无能为力的情况下采取的一种近似方法．统计方法适用的特征条件是所研究对象包含的基本粒子为数极众．压强之统计意义单位时间对器壁单位面积碰撞的分子数每次碰撞分子动量的改变量(2mv)统计规律之气体的压强avzvxvy设想在如图所示

2、边长为a的立方体内盛有质量为m、摩尔质量为M的单原子分子理想气体，设气体的温度为T，气体分子平均速率为v，它在x、y、z三维方向速度分量以vx、vy、vz表示，对大量分子而言，这三个方向速率大小是均等的，则由观察分子x方向的运动,每个分子每对器壁的一次碰撞中有气体压强是大量气体分子对器壁的持续碰撞引起的，即气体压强统计意义⑴单位体积摩尔数单位时间向S面运动的分子体积单位时间向S运动的分子的摩尔数单位时间撞击S面的分子数（个/Δt）⑵由动量定理：在宇宙飞船的实验舱内充满CO2气体，且一段时间内气体的压强不变，舱内有一块面积为S的平板紧靠舱壁

3、．如果CO2气体对平板的压强是由气体分子垂直撞击平板形成的，假设气体分子中分别向上、下、左、右、前、后六个方向运动的分子数各有1/6，且每个分子的速率均为v，设气体分子与平板碰撞后仍以原速反弹．已知实验中单位体积内CO2的摩尔数为n，CO2的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为N，求⑴单位时间内打在平板上的CO2的分子数；⑵CO2气体对平板的压力．气体压强统计意义示例麦克斯韦分子速率分布规律v气体分子速率麦克斯韦分布三种分子速率方均根速率平均速率最可几速率统计规律之分子速率科目三考试http://km3.jsyst.cn科目3实际道路考试技巧、

4、视频教程科目四考试http://km4.jsyst.cn科目四模拟考试题C1科目四仿真考试在半径为r的球形容器中装有N个理想气体分子．考察其中一个分子划着长为l的弦而与容器壁做弹性碰撞的情形．假设分子质量为m，平均速率为v．如果不考虑分子之间的碰撞，分子的这种运动将一直继续下去．因为从这次碰撞到下次碰撞所需时间是，所以该分子在单位时间内将反复碰撞次．设与弦l相对应的圆弧所张的角度为θ，则碰撞时动量mv的方向也改变θ，每次碰撞前后动量变化矢量关系如图，由图得；从而单位时间内一个分子动量变化大小为．所以N个分子所产生的力的大小就是，气体的压强

5、p=．考虑到球体积，则可得pV=；由pV=nRT得分子速率为．分子速率统计意义示例由动量定理：气体的压强：考虑球的体积方均根理想气体的内能统计规律之理想气体的内能★理想气体▲模型特征分子间无相互作用力分子无大小，为质点▲性质a.无分子势能内能即分子动能总和,由温度决定b.严格遵守气体实验定律▲实际气体与理想气体常温常压下，r>10r0，实际气体可处理为理想气体质量为50g，温度为18℃的氦气，装在容积为10L的密闭容器中．容器以v=200m/s的速率做匀速直线运动，若容器突然停止，定向运动的动能全部转化成为分子的热运动动能，则平衡后，氦气

6、的温度和压强各增加多少？专题15-例1机械运动对应的动能与热运动对应的分子平均动能之间可以发生转换，且从整个运动系统来说，能量是守恒的,即其中,氦气宏观运动的动能所有氦气（单原子分子气体）分子的平均动能增量专题15-例2脱离速度对单个分子而言方均根速度气体H2HeH2ON2O2ArCO2q5.888.3217.6522.023.5326.3127.59q值小,意味该种气体有更多速率大的分子脱离地球!试计算下列气体在大气（地球大气）中的脱离速度与方均根速度（速率）之比：H2、He、H2O、N2、O2、Ar、CO2．设大气温度为290K，已知

7、地球质量为Me=5.98×1024kg，地球半径为Re=6378km．专题15-例3题眼1:容器内压强减小是由于气态水分子减少!题眼2:容器内分子速度沿径向而向低温区的几率为四分为四分之一!时间内,器内压强从pi→pi+1时间内,到达低温区的水蒸汽分子数一个半径为10cm的球形容器，除器壁表面1cm2的温度低很多以外，其余温度保持在T=300K．容器中装有可近似视作理想气体的水蒸汽．假设每个碰到低温表面的水分子都凝结成液体并停留在此，计算容器内压强降低104倍所需要的时间．考虑过程中气体保持热平衡状态，速度分布遵守麦克斯韦速率分布规律．已

8、知水的摩尔质量为M=18g/mol，气体恒量R=8.31J/mol.K．小试身手题8认为大气压强是地球表面单位面积上大气重力:大气体积:1kg钚粒子总数:当原子弹（m＝１kg，钚）爆炸时，每个