第2章-气体动理论2(1).ppt

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1、接访时间待定周五下午：2:30——4:00注：接访时间是上报学院的固定答疑时间，其它时间有问题也都可以来（请预先电话联系以确定是否在办公室）前节回顾热学的基本概念：热现象热运动热现象本质就是分子的热运动——气体分子运动论(气体动理论)理想气体的分子模型：分子运动遵从经典力学规律；分子本身尺寸比分子间距小得多，可视为质点；除碰撞一瞬间外，分子力忽略不计；分子重力忽略不计；分子间碰撞以及分子和器壁的碰撞可看作是完全弹性碰撞；分子两次碰撞之间作自由的匀速直线运动。理想气体(宏观定义)：压强不太大、温度不太低的气体3理想气体的统计性假设(平衡态状态)1).分子按位置的分布是均匀的,分子

2、数密度均匀2).沿空间各个方向运动的分子数相等，即分子向各个方向运动的概率均等(无择优方向)；分子速度在各个方向上的分量的各种统计平均值相等——等概率假设分子平均平动动能理想气体压强公式三、理想气体状态方程对一定质量的同种气体气体的标准状态:§2.2.3理想气体的温度理想气体在宏观定义和分子模型描述的基础上，还遵守三个实验定律。状态方程：理想气体平衡态的宏观参量（P、V、T）间的函数关系。5玻—马定律PV=常数盖—吕萨克定律V/T=常数查理定律P/T=常数T不变P不变V不变理想气体状态方程为气体的摩尔数；R＝8.31J/(mol·K)为摩尔气体常量。n：分子数密度设M质量的理想

3、气体含有N个分子，分子的质量为m，则M=Nm，阿伏伽德罗定律的推导:令，称玻尔兹曼常数。阿伏伽德罗定律:在相同压强和温度下，各种理想气体在相同的体积内所含分子数相等。绝对温度是分子热运动剧烈程度的度量1.粒子的平均热运动动能与粒子质量无关，而仅与温度有关2.温度是大量分子热运动的集体表现，具有统计意义，对单个分子讲温度无意义！！！理想气体温度公式：P75——自己看例题2-1一个容器内贮有氧气，压强为p=1.013105Pa，温度T=300K，求：1.单位体积内的分子数；2.氧气分子的质量；3.分子的平均平动动能；（A）温度相同、压强相同.（B）温度、压强都不同.（C）温度相同

4、，氦气压强大于氮气压强.（D）温度相同，氦气压强小于氮气压强.解1一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且都处于平衡状态，则：讨论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为玻耳兹曼常量，R为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：（A）（B）（C）（D）ENDP82表2-3§2.4气体分子速率分布率N：气体分子总数；N：为分子速率在速率区间~+中的分子数；N/N；N/N是速率的函数；表明：气体分子的速率具有统计规律。研究对象:N个分子的某种气体的热平衡静止系统.一.速率分布函数f()分子速率分布在0~之间,在~+d

5、之间有dN个分子§2.4气体分子速率分布率:表示分布在速率区间内的分子数占总分子数的百分比。f()：表示分布在速率附近单位速率区间的分子数占总分子数的百分比，是速率的函数，称为气体分子的速率分布函数。分布函数的图形表示vv+dv面积=dNNf()vf()d对应图中的阴影面积。总面积:分布函数的归一化条件任一速率区间1~2内的分子数占总分子数的百分比为：所有概率取值之和为115二、麦克斯韦速率分布律理想气体(忽略分子间的作用力)在平衡态下，分子速率在vv+dv区间内的分子数占总分子数的百分比为：一个分子质量气体热力学温度玻耳兹曼常量16说明速率分布曲线是一个统

6、计规律，仅适用于由大量分子组成的平衡态的气体。dN只表示在某一速率附近d速率间隔内的分子数的统计平均值；宏观上要足够小，微观上足够大谈论速率恰好等于某一值的分子数多少，根本没有意义。图中小窄条的面积气体分子的速率可以取大于零的一切可能有限值,0~无穷大讨论：速率分布曲线速率分布函数所确定的速率很小、速率很大的分子数都很少任一速率区间内的分子数占总分子数的百分比为：归一化条件意义1：在不同速率附近所取的各个大小相等的速率间隔中，分布在包含p在内的速率间隔中的分子数占总分子数的百分比最大;意义2：一个分子速率出现在p附近单位速率间隔内的概率最大；最概然速率p:f()曲线有

7、一极大值对应的速率;讨论1：对给定的气体（分子质量一定），f()仅与温度T有关,分布曲线会随着温度而变,且T上升，分子热运动加剧，速率小的分子数减小而速率大的分子数增多。温度升高，最概然速率变大,曲线峰值右移，但曲线下包围的总面积不变(为1)，所以高度下降；讨论2：在同一温度下，分布曲线的形状f()与气体分子质量m有关,且分子质量越小，最概然速率越大。相同温度下，f()与T有关。当T，曲线最大值右移，曲线变平坦。f()vvp1T1vp2T2T2>T1时,vp2>vp1f()与分子