气体动理论完全版精品PPT课件.ppt

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1、大学物理学包含了力学、热学、电学、光学和现代物理五个部分。热学研究的对象：大量分子的热运动。目的在于解释热现象的规律和应用规律于实践。分为两部分：热力学和分子动理论。第六章研究分子动理论，第七章研究热力学。1分子动理论从分子微观结构和分子运动出发，应用力学规律和统计学方法，研究物体的宏观性质。认为物体的宏观性质是大量分子无规则运动的平均结果。热力学从观察和实验出发，不涉及物质的微观结构。由观察和实验得出热力学第一、第二定律，研究物体的宏观性质及热力学过程所进行的方向。2压强公式温度公式能量均分定理麦氏速

2、度分布律麦氏速率分布律平均速率平衡态理想气体状态方程理想气体分子模型统计假设最概然速率方均根速率本章体系：3§5-1状态过程理想气体1.热力学系统在热力学中，我们研究的宏观物体通常表现为固态、液态和气态。无论表现为那种物态，宏观物体都是由大量分子和原子组成的系统。我们把大量分子和原子组成的系统称为热力学系统。处于系统之外的物体称为外界。与外界完全隔绝的系统称之为孤立系统。系统和外界既无能量交换，也无质量交换。例如一个绝对密封的暖水壶。外界的热传不进去，里面的热也传系统外界图5-14不出来，与外界无能量交

3、换；壶盖盖紧，暖水的质量也不减少。此时将暖水瓶中的水看作孤立系统。与外界没有质量交换,但有能量交换的系统,称为封闭系统。一个装有水的铝壶（盖紧后），用火加热。将水和壶看成一个系统，水的质量不变，但可以从外界吸热，这时将水和壶看作一个封闭系统。与外界既有质量交换又有能量交换的系统,称为开放系统。一个没有盖子的装水铝壶，水被加热至沸腾后继续加热。此时水和壶这个系统既与外界有能量交换，又有质量的变化。水和壶这个系统成为开放系统。52.状态参量对一定量的气体，其宏观状态可以用体积（V）、压强（P）、温度(T)这

4、三个宏观物理量来描述，这些描述状态的变量，就叫做状态参量。各状态参量中，压强的国际单位是帕斯卡(Pa)，即牛顿／米-2（N/m-2）。它与其他几种单位的换算关系如下：1标准大气压(atm)＝760mmHg＝1．013×105Pa1工程大气压(kg·cm-2)＝9．807×l04Pa1毫米汞杜〔mmHg)＝1．333×102Pa体积的国际单位是米3(m3)，实际应用时有时也用升(dm3，符号L)和毫升(cm3，符号mL)。温度：国际单位是开尔文（K）。T=273.15+t63.平衡态和平衡(准静态)过程举

5、例：将水装在开口的容器中，水将不断蒸发。但如果把容器封闭，经过一段时间后，蒸发将停止。水和蒸汽达到饱和状态。如果没有外界影响，容器中的水蒸气的温度、压强、体积、质量和密度都不随时间变化。我们将水和水蒸气这种状态称之为平衡态。所谓平衡态，即在不受外界影响下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。平衡态图5-2如系统的温度T、压强P、化学成分等都不随时间变化的状态叫做热动平衡状态。7我们看一看下面一个例子。我们给敞开的容器加热，在水沸腾后，沸水的温度也不变。这时沸水所处的状态是否为平衡态？不是。原因：１外界在加

6、热2水的质量在不断减少。所以：A要将平衡态与系统受恒定外界影响所达到的定态区别开来。B系统的宏观性质（P、V、T）不随时间而变化。在微观上，组成系统的分子仍在不停地运动和变化，只不过大量分子运动的平均效果没有变化。可见平衡态是系统内的大量分子的热动平衡。8C平衡态的概念是一个理想的概念。实际中并不存在绝对孤立系统，也没有宏观性质绝对不变的系统。4.热力学第零定律（传递性规律）5.理想气体的状态方程平衡过程如果过程进展得十分缓慢，使所经历的一系列中间状态都无限接近平衡态。这个过程就叫做平衡过程。严格遵守四

7、条定律(玻意耳定律、盖-吕萨克定律、查理定律和阿伏伽德罗定律)的气体,称为理想气体。如果TA=TB,TB=TC,ABC那么TA=TC9(5-1)单位:SI压强p:Pa帕斯卡(帕斯卡)。1atm=76cmHg=1.013×105Pa(atmosphere)体积V：m3;1l=10-3m3温度T：K(T=273+tC)M:气体质量(kg);Mmol:摩尔质量(kg)。普适气体恒量:R=8.31(J.mol-1.K-1)对于一定质量的气体来说，其三个状态参量压强、温度和体积之间存在一定的关系，这一关系的数

8、学表示称为气体的状态方程．理想气体的状态方程为：10玻耳兹曼常量k=R/No=1.38×10-23(J.K-1)R=8.31(J.mol-1.K-1)式中：n=N/V—分子的数密度。或p=nkT(5-2)m分子质量,N气体分子数，v—摩尔数(5-1)玻耳兹曼v=于是理想气体状态方程又可写为:pV=NkT11例题5-1估算在标准状态下，每立方厘米的空气中有多少个气体分子。解由公式：p=nkT，标准状态:p=1atm=1.013×105Pa