熱學(xué)氣體動(dòng)理論1課件

第II篇熱學(xué)研究對(duì)象：分子熱運(yùn)動(dòng)及熱現(xiàn)象第II篇熱學(xué)研究對(duì)象：分子熱運(yùn)動(dòng)及熱現(xiàn)象

氣體動(dòng)理論(熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)描述)：微觀理論，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法建立宏觀量與相應(yīng)微觀量平均值之間的關(guān)系熱力學(xué)：宏觀理論，從能量觀點(diǎn)出發(fā)，研究熱現(xiàn)象的宏觀規(guī)律氣體動(dòng)理論(熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)描述)：第5章氣體動(dòng)理論第5章氣體動(dòng)理論

研究對(duì)象：大量氣體分子

組成一個(gè)

系統(tǒng)微觀量宏觀量關(guān)系統(tǒng)計(jì)平均研究對(duì)象：大量氣體分子組成一個(gè)系統(tǒng)微觀量宏觀量關(guān)系

研究方法：(1)無(wú)序性---就單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)而言(2)統(tǒng)計(jì)性---就大量分子的集體表現(xiàn)而言宏觀量作為微觀量的統(tǒng)計(jì)平均學(xué)習(xí)要求：把握宏觀與微觀，個(gè)體與整體，運(yùn)動(dòng)與平衡等理解；建立“統(tǒng)計(jì)”概念。研究方法與力學(xué)有顯著不同。研究方法：(1)無(wú)序性---就單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)而言§5-1熱運(yùn)動(dòng)描述理想氣體狀態(tài)方程一、狀態(tài)參量---表示系統(tǒng)宏觀狀態(tài)特征的物理量體積：

氣體分子所能達(dá)到的空間

(m3)

壓強(qiáng)：氣體分子碰撞器壁的宏觀表現(xiàn)

(N/m2)溫度：氣體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度(K)§5-1熱運(yùn)動(dòng)描述理想氣體狀態(tài)方程一、狀態(tài)參量---二、平衡態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）熱力學(xué)平衡態(tài)的特征：宏觀量（狀態(tài)參量）不變微觀運(yùn)動(dòng)永不停息動(dòng)態(tài)平衡二、平衡態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）熱力學(xué)平衡態(tài)的特征：

平衡態(tài)：處于不變外界條件下的熱學(xué)系統(tǒng)（系統(tǒng)與外界無(wú)質(zhì)量和能量交換）經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間后達(dá)到一個(gè)確定的狀態(tài)，在此狀態(tài)下系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)不隨時(shí)間改變，稱(chēng)此狀態(tài)為平衡態(tài)。平衡態(tài)在PV圖上用一點(diǎn)來(lái)表示。平衡態(tài)：處于不變外界條件下的熱學(xué)系統(tǒng)（系統(tǒng)與外界無(wú)質(zhì)量平衡態(tài)1平衡態(tài)2過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（理想模型）如果過(guò)程進(jìn)展得十分緩慢，使所經(jīng)歷的一系列中間狀態(tài)，都無(wú)限接近平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)作準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）。0PV等溫線等容線等壓線平衡態(tài)1平衡態(tài)2過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（理想模型）如果過(guò)程進(jìn)展例：等容升溫準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)：TdT+++TTTTT2dTdT111212...熱源例：等容升溫準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)：TdT+++TTTTT2dTd三、理想氣體的狀態(tài)方程

氣體的狀態(tài)方程：

---氣體的p、V、T之間的關(guān)系

理想氣體模型：物理?xiàng)l件：低密、低壓、高溫遵守三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體質(zhì)量一定時(shí)：三、理想氣體的狀態(tài)方程氣體的狀態(tài)方程：理想氣體模型：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：(p0=1atm,T0=273.5K,1mol體積＝22.4升)---普適氣體常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：(p0=1atm,T0=273.5K,1理想氣體的狀態(tài)方程即：理想氣體的狀態(tài)方程即：[例1]氧氣瓶容積為3.2×10-2m3，其中氧氣壓力為1.3×107Pa。氧氣廠規(guī)定壓力降到106Pa時(shí)就要重新充氣。設(shè)某實(shí)驗(yàn)室每天用1atm的氧氣0.2m3,問(wèn)在溫度不變的情況下，一瓶氧氣能用多少天?解：設(shè)使用前后瓶中氧氣質(zhì)量分別為m1、m2，每天使用氧氣質(zhì)量為m3[例1]氧氣瓶容積為3.2×10-2m3，其中氧氣壓力為1.可用天數(shù)可用天數(shù)[例2]設(shè)空氣中含有23.6%氧氣和76.4%氮?dú)?求在壓強(qiáng)p=105Pa和溫度t=17oC時(shí)空氣的質(zhì)量密度解：設(shè)空氣中氧和氮的質(zhì)量分別為m1、

m2，摩爾質(zhì)量分別為Mmol1

、Mmol2由道爾頓分壓定理空氣壓強(qiáng)[例2]設(shè)空氣中含有23.6%氧氣和76.4%氮?dú)?求在壓熱學(xué)氣體動(dòng)理論1課件熱學(xué)氣體動(dòng)理論1課件§5-2分子熱運(yùn)動(dòng)與統(tǒng)計(jì)規(guī)律(1)物體由大量的分子或原子組成(2)分子永不停止地作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)一、氣體動(dòng)理論基本觀點(diǎn)(3)分子之間存在相互作用－分子力§5-2分子熱運(yùn)動(dòng)與統(tǒng)計(jì)規(guī)律(1)物體由大量的分子或原

r0：平衡距離~10-10m

d：分子有效直徑---此時(shí)合力為零分子力曲線圖：---此時(shí)分子速率減為零分子力可忽略時(shí):斥力引力合力r0：平衡距離~10-10md：分子有效直徑---二、氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的物理圖像?。褐睆郊s10-10

m；質(zhì)量約10－27kg多：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，約61023個(gè)分子/mol快：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均速率約幾百米/s亂：雜亂無(wú)章、瞬息萬(wàn)變的運(yùn)動(dòng)二、氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的物理圖像?。褐睆郊s10-10m；質(zhì)量三、分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律伽爾頓板實(shí)驗(yàn)小釘?shù)葘挭M槽小球落在哪個(gè)槽是偶然事件大量小球一個(gè)一個(gè)投入或一次投入，分布情況大致相同三、分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律伽爾頓板實(shí)驗(yàn)小釘?shù)葘捫∏蚵湓谀膫€(gè)1.分布函數(shù)概率（幾率）在一定條件下，某偶然事件出現(xiàn)的可能性大小設(shè)N---實(shí)驗(yàn)總次數(shù)，Ni

---事件A出現(xiàn)次數(shù)則：Pi隨

Ni變化的函數(shù)式

---分布函數(shù)1.分布函數(shù)概率（幾率）在一定條件下，某偶然事件出現(xiàn)的對(duì)所有事件---分布函數(shù)是歸一化的Pi的取值范圍：對(duì)所有事件---分布函數(shù)是歸一化的Pi的取值范圍：2.統(tǒng)計(jì)平均值測(cè)得物理量f:f1、f2

、…、fn出現(xiàn)的次數(shù)分別為N1、N2

、…、Nnf的算術(shù)平均值N→∞：平均值真實(shí)值（統(tǒng)計(jì)平均值）2.統(tǒng)計(jì)平均值測(cè)得物理量f:f1、f2、…、說(shuō)明：(1)某次測(cè)量值與統(tǒng)計(jì)平均值之間總有偏離---漲落(起伏)現(xiàn)象(2)構(gòu)成整體偶然事件數(shù)量越大，漲落現(xiàn)象就越不明顯說(shuō)明：(1)某次測(cè)量值與統(tǒng)計(jì)平均值之間總有偏離---平均值平均速率：方均速率：條件：有N

個(gè)分子，速率分別為，則：平均值平均速率：方均速率：條件：有N個(gè)分子，速率

§5-3理想氣體壓強(qiáng)和溫度公式一、理想氣體的微觀模型

質(zhì)點(diǎn)模型碰撞是唯一的相互作用牛頓定律完全彈性碰撞運(yùn)動(dòng)性統(tǒng)計(jì)性

位置均分速度均分§5-3理想氣體壓強(qiáng)和溫度公式一、理想氣體的微觀模型二、理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)

特例：設(shè)一長(zhǎng)方形容器，V=l1l2l3裝有處于平衡態(tài)的理想氣體,其每個(gè)分子的質(zhì)量為m0，總分子數(shù)為N。設(shè)其中任意第i

個(gè)分子以速度i碰撞器壁二、理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)特例：設(shè)其中任意第i個(gè)分子

分子i與器壁A1碰撞時(shí)給予A1的沖量大小為：分子i碰撞A1的頻率：A1單位時(shí)間器壁A1受到分子i的沖量為：沖力分子i與器壁A1碰撞時(shí)給予A1的沖量大小為：分子i大量分子時(shí)間效應(yīng)空間效應(yīng)N→∞連續(xù)均勻的壓力A1大量分子時(shí)間效應(yīng)空間效應(yīng)N→∞連續(xù)均勻的壓力A1

A1上受到的壓強(qiáng)：n:單位體積內(nèi)的分子數(shù)A1A1上受到的壓強(qiáng)：n:單位體積內(nèi)的分子數(shù)A1

定義---分子的平均平動(dòng)動(dòng)能對(duì)理想氣體模型定義---分子的平均平動(dòng)動(dòng)能對(duì)理想氣體模型討論:(2)壓強(qiáng)公式建立了宏觀量壓強(qiáng)和微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值之間的關(guān)系(1)

(3)壓強(qiáng)是大量氣體分子集體的行為，是大量氣體分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生的討論:(2)壓強(qiáng)公式建立了宏觀量壓強(qiáng)和微觀量的統(tǒng)計(jì)平均理想氣體狀態(tài)方程的另一形式：三、溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計(jì)意義N---m

kg氣體的分子數(shù)；N0---1

mol氣體的分子數(shù)；m0---一個(gè)分子的質(zhì)量；理想氣體狀態(tài)方程的另一形式：三、溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計(jì)意義N玻爾茲曼常數(shù)定義：玻爾茲曼常數(shù)定義：---單位體積內(nèi)的分子數(shù)溫度的物理意義:---單位體積內(nèi)的分子數(shù)溫度的物理意義:(1)溫度的本質(zhì)：分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度討論:(2)

溫度是大量氣體分子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。對(duì)單個(gè)分子來(lái)說(shuō)，溫度沒(méi)有意義是表征氣體分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量

(3)分子運(yùn)動(dòng)永不停息T＝0不能實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)第三定律(1)溫度的本質(zhì)：分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度討論:(2)理想氣體的狀態(tài)方程：壓強(qiáng)公式：溫度公式：氣體分子的方均根速率：理想氣體的狀態(tài)方程：壓強(qiáng)公式：溫度公式：氣體分子的方均根速率

分子動(dòng)能§5-4

能量均分定理理想氣體的內(nèi)能一、自由度確定一個(gè)物體在空間的位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目平動(dòng)動(dòng)能=轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能+

振動(dòng)動(dòng)能+----反映運(yùn)動(dòng)的自由程度分子動(dòng)能§5-4能量均分定理理想氣體的內(nèi)能一、自由火車(chē)：軌道上運(yùn)動(dòng)，自由度為1飛機(jī)：空中飛行，自由度為3輪船：水平面上運(yùn)動(dòng)，自由度為2火車(chē)：軌道上運(yùn)動(dòng)，自由度為1飛機(jī)：空中飛行，自由度為3輪船：1.剛體的自由度---剛體有6個(gè)自由度3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度3個(gè)平動(dòng)自由度剛體繞CA軸轉(zhuǎn)動(dòng)CA的方位其中兩個(gè)是獨(dú)立的確定C的位置1.剛體的自由度---剛體有6個(gè)自由度3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度32.氣體分子的自由度

平動(dòng)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)自由度總計(jì)

單原子分子

雙原子分子三原子以上分子常溫下可不考慮分子的振動(dòng)2.氣體分子的自由度二、能量按自由度均分定理已知理想氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能：平動(dòng)自由度為：3問(wèn)題：平動(dòng)動(dòng)能在三個(gè)自由度上如何分配？二、能量按自由度均分定理已知理想氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能：平動(dòng)自分子的平均平動(dòng)動(dòng)能均勻地分配在每個(gè)平動(dòng)自由度上，相應(yīng)的動(dòng)能各為kT/2已知：分子的平均平動(dòng)動(dòng)能均勻地分配在每個(gè)平動(dòng)自由度上，相應(yīng)的動(dòng)能各平衡狀態(tài)，氣體作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，機(jī)會(huì)相等，任何一個(gè)自由度的平均動(dòng)能均為：能量按自由度均分定理:每個(gè)氣體分子（總自由度為i）的平均動(dòng)能為：平衡狀態(tài)，氣體作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，機(jī)會(huì)相等，任何一個(gè)自由度的平均動(dòng)

單原子分子(He)：

雙原子分子(O2)：

多原子分子(H2O)：

co2分子：?jiǎn)卧臃肿?He)：雙原子分子(O2)：多原

三、理想氣體的內(nèi)能

對(duì)理想氣體，可忽略分子間相互作用勢(shì)能分子動(dòng)能氣體內(nèi)能

分子間相互作用勢(shì)能1mol理想氣體的內(nèi)能mkg理想氣體的內(nèi)能---理想氣體內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)三、理想氣體的內(nèi)能對(duì)理想氣體，可忽略分子間相互作用勢(shì)能判斷：在同一溫度下，不同氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相等。因?yàn)檠醴肿淤|(zhì)量比氫分子的大，則氫分子的速率一定大于氧分子。應(yīng)改為：平均速率在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若氧氣（視為剛性雙原子分子的理想氣體）和氦氣的體積比V1/V2=1/2，則其內(nèi)能之比E1/E2為:判斷：在同一溫度下，不同氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能相等。因?yàn)檠醴种x謝觀看！2020

謝謝觀看！第II篇熱學(xué)研究對(duì)象：分子熱運(yùn)動(dòng)及熱現(xiàn)象第II篇熱學(xué)研究對(duì)象：分子熱運(yùn)動(dòng)及熱現(xiàn)象

氣體動(dòng)理論(熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)描述)：微觀理論，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法建立宏觀量與相應(yīng)微觀量平均值之間的關(guān)系熱力學(xué)：宏觀理論，從能量觀點(diǎn)出發(fā)，研究熱現(xiàn)象的宏觀規(guī)律氣體動(dòng)理論(熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)描述)：第5章氣體動(dòng)理論第5章氣體動(dòng)理論

研究對(duì)象：大量氣體分子

組成一個(gè)

系統(tǒng)微觀量宏觀量關(guān)系統(tǒng)計(jì)平均研究對(duì)象：大量氣體分子組成一個(gè)系統(tǒng)微觀量宏觀量關(guān)系

研究方法：(1)無(wú)序性---就單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)而言(2)統(tǒng)計(jì)性---就大量分子的集體表現(xiàn)而言宏觀量作為微觀量的統(tǒng)計(jì)平均學(xué)習(xí)要求：把握宏觀與微觀，個(gè)體與整體，運(yùn)動(dòng)與平衡等理解；建立“統(tǒng)計(jì)”概念。研究方法與力學(xué)有顯著不同。研究方法：(1)無(wú)序性---就單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)而言§5-1熱運(yùn)動(dòng)描述理想氣體狀態(tài)方程一、狀態(tài)參量---表示系統(tǒng)宏觀狀態(tài)特征的物理量體積：

氣體分子所能達(dá)到的空間

(m3)

壓強(qiáng)：氣體分子碰撞器壁的宏觀表現(xiàn)

(N/m2)溫度：氣體分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度(K)§5-1熱運(yùn)動(dòng)描述理想氣體狀態(tài)方程一、狀態(tài)參量---二、平衡態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）熱力學(xué)平衡態(tài)的特征：宏觀量（狀態(tài)參量）不變微觀運(yùn)動(dòng)永不停息動(dòng)態(tài)平衡二、平衡態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）熱力學(xué)平衡態(tài)的特征：

平衡態(tài)：處于不變外界條件下的熱學(xué)系統(tǒng)（系統(tǒng)與外界無(wú)質(zhì)量和能量交換）經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間后達(dá)到一個(gè)確定的狀態(tài)，在此狀態(tài)下系統(tǒng)的宏觀狀態(tài)不隨時(shí)間改變，稱(chēng)此狀態(tài)為平衡態(tài)。平衡態(tài)在PV圖上用一點(diǎn)來(lái)表示。平衡態(tài)：處于不變外界條件下的熱學(xué)系統(tǒng)（系統(tǒng)與外界無(wú)質(zhì)量平衡態(tài)1平衡態(tài)2過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（理想模型）如果過(guò)程進(jìn)展得十分緩慢，使所經(jīng)歷的一系列中間狀態(tài)，都無(wú)限接近平衡狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)作準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（平衡過(guò)程）。0PV等溫線等容線等壓線平衡態(tài)1平衡態(tài)2過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程（理想模型）如果過(guò)程進(jìn)展例：等容升溫準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)：TdT+++TTTTT2dTdT111212...熱源例：等容升溫準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)：TdT+++TTTTT2dTd三、理想氣體的狀態(tài)方程

氣體的狀態(tài)方程：

---氣體的p、V、T之間的關(guān)系

理想氣體模型：物理?xiàng)l件：低密、低壓、高溫遵守三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律的氣體質(zhì)量一定時(shí)：三、理想氣體的狀態(tài)方程氣體的狀態(tài)方程：理想氣體模型：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：(p0=1atm,T0=273.5K,1mol體積＝22.4升)---普適氣體常數(shù)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：(p0=1atm,T0=273.5K,1理想氣體的狀態(tài)方程即：理想氣體的狀態(tài)方程即：[例1]氧氣瓶容積為3.2×10-2m3，其中氧氣壓力為1.3×107Pa。氧氣廠規(guī)定壓力降到106Pa時(shí)就要重新充氣。設(shè)某實(shí)驗(yàn)室每天用1atm的氧氣0.2m3,問(wèn)在溫度不變的情況下，一瓶氧氣能用多少天?解：設(shè)使用前后瓶中氧氣質(zhì)量分別為m1、m2，每天使用氧氣質(zhì)量為m3[例1]氧氣瓶容積為3.2×10-2m3，其中氧氣壓力為1.可用天數(shù)可用天數(shù)[例2]設(shè)空氣中含有23.6%氧氣和76.4%氮?dú)?求在壓強(qiáng)p=105Pa和溫度t=17oC時(shí)空氣的質(zhì)量密度解：設(shè)空氣中氧和氮的質(zhì)量分別為m1、

m2，摩爾質(zhì)量分別為Mmol1

、Mmol2由道爾頓分壓定理空氣壓強(qiáng)[例2]設(shè)空氣中含有23.6%氧氣和76.4%氮?dú)?求在壓熱學(xué)氣體動(dòng)理論1課件熱學(xué)氣體動(dòng)理論1課件§5-2分子熱運(yùn)動(dòng)與統(tǒng)計(jì)規(guī)律(1)物體由大量的分子或原子組成(2)分子永不停止地作無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)一、氣體動(dòng)理論基本觀點(diǎn)(3)分子之間存在相互作用－分子力§5-2分子熱運(yùn)動(dòng)與統(tǒng)計(jì)規(guī)律(1)物體由大量的分子或原

r0：平衡距離~10-10m

d：分子有效直徑---此時(shí)合力為零分子力曲線圖：---此時(shí)分子速率減為零分子力可忽略時(shí):斥力引力合力r0：平衡距離~10-10md：分子有效直徑---二、氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的物理圖像?。褐睆郊s10-10

m；質(zhì)量約10－27kg多：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，約61023個(gè)分子/mol快：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均速率約幾百米/s亂：雜亂無(wú)章、瞬息萬(wàn)變的運(yùn)動(dòng)二、氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的物理圖像小：直徑約10-10m；質(zhì)量三、分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律伽爾頓板實(shí)驗(yàn)小釘?shù)葘挭M槽小球落在哪個(gè)槽是偶然事件大量小球一個(gè)一個(gè)投入或一次投入，分布情況大致相同三、分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律伽爾頓板實(shí)驗(yàn)小釘?shù)葘捫∏蚵湓谀膫€(gè)1.分布函數(shù)概率（幾率）在一定條件下，某偶然事件出現(xiàn)的可能性大小設(shè)N---實(shí)驗(yàn)總次數(shù)，Ni

---事件A出現(xiàn)次數(shù)則：Pi隨

Ni變化的函數(shù)式

---分布函數(shù)1.分布函數(shù)概率（幾率）在一定條件下，某偶然事件出現(xiàn)的對(duì)所有事件---分布函數(shù)是歸一化的Pi的取值范圍：對(duì)所有事件---分布函數(shù)是歸一化的Pi的取值范圍：2.統(tǒng)計(jì)平均值測(cè)得物理量f:f1、f2

、…、fn出現(xiàn)的次數(shù)分別為N1、N2

、…、Nnf的算術(shù)平均值N→∞：平均值真實(shí)值（統(tǒng)計(jì)平均值）2.統(tǒng)計(jì)平均值測(cè)得物理量f:f1、f2、…、說(shuō)明：(1)某次測(cè)量值與統(tǒng)計(jì)平均值之間總有偏離---漲落(起伏)現(xiàn)象(2)構(gòu)成整體偶然事件數(shù)量越大，漲落現(xiàn)象就越不明顯說(shuō)明：(1)某次測(cè)量值與統(tǒng)計(jì)平均值之間總有偏離---平均值平均速率：方均速率：條件：有N

個(gè)分子，速率分別為，則：平均值平均速率：方均速率：條件：有N個(gè)分子，速率

§5-3理想氣體壓強(qiáng)和溫度公式一、理想氣體的微觀模型

質(zhì)點(diǎn)模型碰撞是唯一的相互作用牛頓定律完全彈性碰撞運(yùn)動(dòng)性統(tǒng)計(jì)性

位置均分速度均分§5-3理想氣體壓強(qiáng)和溫度公式一、理想氣體的微觀模型二、理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)

特例：設(shè)一長(zhǎng)方形容器，V=l1l2l3裝有處于平衡態(tài)的理想氣體,其每個(gè)分子的質(zhì)量為m0，總分子數(shù)為N。設(shè)其中任意第i

個(gè)分子以速度i碰撞器壁二、理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)特例：設(shè)其中任意第i個(gè)分子

分子i與器壁A1碰撞時(shí)給予A1的沖量大小為：分子i碰撞A1的頻率：A1單位時(shí)間器壁A1受到分子i的沖量為：沖力分子i與器壁A1碰撞時(shí)給予A1的沖量大小為：分子i大量分子時(shí)間效應(yīng)空間效應(yīng)N→∞連續(xù)均勻的壓力A1大量分子時(shí)間效應(yīng)空間效應(yīng)N→∞連續(xù)均勻的壓力A1

A1上受到的壓強(qiáng)：n:單位體積內(nèi)的分子數(shù)A1A1上受到的壓強(qiáng)：n:單位體積內(nèi)的分子數(shù)A1

定義---分子的平均平動(dòng)動(dòng)能對(duì)理想氣體模型定義---分子的平均平動(dòng)動(dòng)能對(duì)理想氣體模型討論:(2)壓強(qiáng)公式建立了宏觀量壓強(qiáng)和微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值之間的關(guān)系(1)

(3)壓強(qiáng)是大量氣體分子集體的行為，是大量氣體分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生的討論:(2)壓強(qiáng)公式建立了宏觀量壓強(qiáng)和微觀量的統(tǒng)計(jì)平均理想氣體狀態(tài)方程的另一形式：三、溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計(jì)意義N---m

kg氣體的分子數(shù)；N0---1

mol氣體的分子數(shù)；m0---一個(gè)分子的質(zhì)量；理想氣體狀態(tài)方程的另一形式：三、溫度的本質(zhì)和統(tǒng)計(jì)意義N玻爾茲曼常數(shù)定義：玻爾茲曼常數(shù)定義：---單位體積內(nèi)的分子數(shù)溫度的物理意義:---單位體積內(nèi)的分子數(shù)溫度的物理意義:(1)溫度的本質(zhì)：分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度討論:(2)

溫度是大量氣體分子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。對(duì)單個(gè)分子來(lái)說(shuō)，溫度沒(méi)有意義是表征氣體分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量

(3)分子運(yùn)動(dòng)永不停息T＝0不能實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)第三定律(1)溫度的本質(zhì)：分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度討論:(2)理想氣體的狀態(tài)方程：壓強(qiáng)公式：溫度公式：氣體分子的方均根速率：理想氣體的狀態(tài)方程：壓強(qiáng)公式：溫度公式：氣體分子的方均根速率

分子動(dòng)能§5-4

能量均分定理理想氣體的內(nèi)能一、自由度確定一個(gè)物體在空間的位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目平動(dòng)動(dòng)能=轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能+

振動(dòng)動(dòng)能+----反映運(yùn)動(dòng)的自由程度分子動(dòng)能§5-4能量均分定理理想氣體的內(nèi)能一、自由火車(chē)：軌道上運(yùn)動(dòng)