7-7分子平均碰撞次数和平均自由程.ppt

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1、在室温下,气体分子以每秒几百米的平均速率运动着。这样看来,气体中一切过程都应在一瞬间就会完成，但实际情况并不如此。例如，打开香水瓶后,香味要经过几秒到几十秒的时间才可能传到几米远的地方。这是为什么呢?这是由于分子间存在频繁的碰撞(每秒钟要碰撞约上百亿次！)，结果使分子走过一条艰难曲折的道路。事实上,气体中发生的过程都取决于分子间碰撞的频繁程度。因而,对碰撞问题的研究具有重要意义。1自由程：分子两次相邻碰撞之间自由通过的路程.分子平均自由程：一个分子连续两次碰撞之间所经过的路程的平均值叫平均自由程分子平均

2、碰撞次数(频率)：单位时间内一个分子和其它分子碰撞的平均次数Z单位时间内分子经历的平均距离v，平均碰撞Z次，有下列关系：=Zv2简化模型(1)分子为刚性小球.(2)分子有效直径为（分子间距平均值）.(3)其它分子皆静止，某分子以平均速率相对其它分子运动.3单位时间内平均碰撞次数：求平均碰撞频率Z以d为半径作圆柱体，则球心在圆柱体内的分子都将与分子发生碰撞。4补：平方u=v+v'-2v·v'222取平均u=v+v'-2v·v'222各个方向随机运动，故为零u=v+v'222相等u=2v22设均方根速率与平

3、均速率的规律相似，则由上式u=2v——这也是圆柱体内的分子数。5由统计理论计算出平均自由程对空气分子d~3.510-10m标准状态下Z~6.5109/s，~6.910-8m气体容器线度小于平均自由程计算值时，实际平均自由程就是容器线度的大小。d为分子的有效直径。T一定时p一定时6例试估计下列两种情况下空气分子的平均自由程:（1）273K、1.013时;（2）273K、1.333时.（空气分子有效直径）解7例氧气分子的有效直径d=2.6×10-10m,27C°时的平均自由程=2.6×10-8m

4、,求：(1)压强p=?(2)氧分子单位长度内与其它分子的平均碰撞次数；(3)氧分子单位时间内与其它分子的平均碰撞次数。解(1)=5×105pa(2)=3.8×106（次/米）(3)=445(米/秒)=170×108(次/秒)END8本次作业1.习题P2057-6、10、142.预习：第八章热力学基础9一掌握内能、功和热量等概念.理解准静态过程.二掌握热力学第一定律，理解理想气体的摩尔定体热容、摩尔定压热容，能分析计算理想气体在等体、等压、等温和绝热过程中的功、热量和内能的改变量.三理解循环的意义和循环过程

5、中的能量转换关系，会计算卡诺循环和其它简单循环的效率.四了解可逆过程和不可逆过程，了解热力学第二定律和熵增加原理.END8-0教学基本要求10