C1-6(气体动理论).ppt

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1、11.理解理想气体压强、温度和内能等概念.3.理解麦克斯韦速率分布函数和分布曲线的物理意义.4.理解气体分子平均碰撞频率及平均自由程.第六章气体动理论基本要求2.理解气体分子能均分定理，并能进行相应计算.2一.理想气体的压强公式(1)建立理想气体模型宏观模型：严格遵守三条实验定律微观模型：无规则运动的弹性自由质点的集合玻意耳—马略特、查理、盖－吕萨克1)分子可视为质点；(线度间距)2)除碰撞瞬间,分子间无相互作用力；4)分子的运动遵从经典力学的规律。3)弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；第一节理想气体的压强和

2、温度的统计解释3单位时间N个粒子对器壁总冲量器壁A1所受平均冲力大量分子总效应气体压强统计规律分子平均平动动能第一节理想气体的压强和温度的统计解释4二.温度的微观意义理想气体状态方程玻尔兹曼常数第一节理想气体的压强和温度的统计解释1.温度的本质和统计意义5热力学认为：绝对零度只能逼近，不能达到。理想气体温度T是分子平均平动动能的量度，是分子热运动剧烈程度的标志。温度是大量分子热运动的集体表现，是统计性概念，对个别分子无温度可言。在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等。第一节理想气体的压强和温度的统计解释

3、6第一节理想气体的压强和温度的统计解释2.气体分子的方均根速率由温度公式所以7（A）温度相同、压强相同。（B）温度、压强都不同。（C）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强.（D）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强.练习1.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们解第一节理想气体的压强和温度的统计解释8练习2.理想气体体积为V，压强为p，温度为T,一个分子的质量为m，k为玻尔兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：（A）（B）（C）（D）解：第一节理想气体

4、的压强和温度的统计解释9平动动能转动动能分子内原子间振动动能分子热运动的动能：讨论能量问题：采用有结构的质点组模型平衡态下，大量分子系统：分子各种运动形式的能量分布及平均总能量均遵守统计规律--各种平均能量按自由度均分。第二节能均分定理理想气体的内能102.自由度确定一个物体的空间位置所需的独立坐标数总自由度数=平动自由度+转动自由度+振动自由度1)质点：只有平动，最多三个自由度受限制时自由度减少飞机t=3轮船t=2火车t=1例：第二节能均分定理理想气体的内能11决定质心位置(x,y,z)平动自由度t=3最

5、多6个自由度:i=t+r=6定轴刚体:i=r=1()2)刚体过质心转轴方位(,,之二)刚体相对于轴的方位()转动自由度r=3第二节能均分定理理想气体的内能123)气体分子单原子分子—自由质点i=t=3双原子分子—轻弹簧联系的两个质点*C质心位置t=3第二节能均分定理理想气体的内能13刚性双原子分子t=3r=2s=0i=5刚性多原子分子t=3r=3s=0i=6(刚体)第二节能均分定理理想气体的内能14分子的平均总动能:定性说明：由于分子频繁碰撞，动能在各运动形式、各自由度之间转移，平衡时，各种平均动能

6、按自由度均分。3.能均分定律在温度T的平衡态下，粒子的每一个可能的自由度都有相同的平均动能kT/2。第二节能均分定理理想气体的内能15由能均分定律，其它各自由度上平均动能均为由温度公式每个自由度上的平均平动动能：第二节能均分定理理想气体的内能16平均平动动能平均转动动能平均振动动能平均总动能能均分定律是统计规律，反映大量分子系统的整体性质，对个别分子或少数分子不适用。注意第二节能均分定理理想气体的内能17二.理想气体内能广义：系统内所有粒子各种能量总和(平动、转动、振动能量、化学能、原子能...)不包括系统整

7、体机械能1）内能E概念狭义：所有分子热运动能量和分子间相互作用势能由于在分子运动层次上，其它能量形式未参与能量转换，热学中采用狭义概念第二节能均分定理理想气体的内能182）实际气体的内能：（分子数N）实际气体的内能与T,V有关EpEkEAA分子内原子做微振动，采用谐振动模型：*所有分子的动能：*所有分子内原子振动势能：*分子间相互作用势能：与体积V有关第二节能均分定理理想气体的内能193）理想气体的内能：（分子数N）模型：分子间无相互作用~无分子相互作用势能分子动能：原子振动势能：分子数为N的理想气体的内能为

8、模型：刚性分子~无振动自由度第二节能均分定理理想气体的内能20对1mol刚性分子理想气体单原子分子刚性双原子分子刚性多原子分子理想气体内能是温度T的单值函数第二节能均分定理理想气体的内能21平衡态下，物质分子每个自由度上的平均动能平衡态下，物质分子的平均平动动能平衡态下，物质分子的平均总动能平衡态下，1mol理想气体内能练习3：指出下列各量的物理意义第二节能均分定理理想气体的内能22今日内容：一.理