第七章氣體動理論

研究對象

熱運動:構(gòu)成宏觀物體的大量微觀粒子的永不休止的無規(guī)則運動.熱現(xiàn)象:與溫度有關(guān)的物理性質(zhì)的變化.研究對象特征單個分子:無序、具有偶然性、遵循力學(xué)規(guī)律.整體(大量分子):服從統(tǒng)計規(guī)律.熱學(xué)宏觀量:表示大量分子集體特征的物理量(可直接測量)，如p，V，T

等.

微觀量:描述個別分子運動狀態(tài)的物理量(不可直接測量)，如分子的m

，等.宏觀量微觀量統(tǒng)計平均研究方法1

熱力學(xué)——宏觀描述2

氣體動理論——微觀描述第七章氣體動理論7-1基本概念一氣體狀態(tài)參量(宏觀量）體積V

氣體分子所能到達(dá)的空間。1dm3=1L,1cm3=1mL壓強P氣體分子垂直作用于器壁單位面積上的力，是大量氣體分子與器壁碰撞的宏觀表現(xiàn)。

760mmHg=1.01105Pa=1atm。溫度反映物體冷熱程度的物理量，其高低反映內(nèi)部分子熱運動的劇烈程度。熱力學(xué)溫標(biāo)(T:K)與攝氏溫標(biāo)(t:℃)：

t=T-273.15二平衡態(tài)定義：在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)宏觀性質(zhì)均勻一致、不隨時間變化的狀態(tài)，熱動平衡態(tài)。特征：密度均勻，是自發(fā)過程的終點。描述：(P,V,T)，P、T處處相等。非平衡態(tài)：密度不均勻，不能用(P,V,T)來描述三熱力學(xué)過程定義：系統(tǒng)狀態(tài)隨時間變化的過程特點：初平衡態(tài)末平衡態(tài)分類：根據(jù)過程中間狀態(tài)劃分準(zhǔn)靜態(tài)過程：(1)中間態(tài)均為平衡態(tài)

(平衡過程）(2)無限緩慢進行，理想過程。

(3)P-V,P-T等圖上,用一條曲線表示.非靜態(tài)過程：(1)中間態(tài)為非平衡態(tài)

(2)過程進行得快，實際過程。

(3)P-V,P-T等圖上,用一條曲線表示.F四理想氣體

宏觀定義：嚴(yán)格遵守三個實驗定律的氣體玻—馬定律PV=constant蓋—呂薩克定律V/T=constant查理定律P/T=constantT不變P不變V不變

1）分子可視為質(zhì)點；

線度間距;

2）除碰撞瞬間,分子間無相互作用力；

微觀模型4）分子的運動遵從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律.3）彈性質(zhì)點（碰撞均為完全彈性碰撞）；氣體總質(zhì)量，氣體摩爾質(zhì)量，氣體總分子數(shù)，阿伏伽德羅常數(shù)五一定質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程：物態(tài)方程二摩爾氣體常量物態(tài)方程一物態(tài)方程三玻耳茲曼常量物態(tài)方程二n=N/V，為氣體分子數(shù)密度.六熱力學(xué)第零定律內(nèi)容：如果兩個熱力學(xué)系統(tǒng)的每一個都與第三個熱力學(xué)系統(tǒng)處于熱平衡（溫度相同），則他們彼此也必定處于熱平衡。本質(zhì)：一切互為熱平衡的系統(tǒng)具有一個數(shù)值上相等的共同宏觀性質(zhì)------溫度。應(yīng)用：溫度計用以測定物體溫度的依據(jù)。第七章氣體動理論7-2物質(zhì)的微觀模型統(tǒng)計規(guī)律宏觀物體都是由大量不停息地運動著的、彼此有相互作用的分子或原子組成.利用掃描隧道顯微鏡技術(shù)把一個個原子排列成IBM字母的照片.現(xiàn)代的儀器已可以觀察和測量分子或原子的大小以及它們在物體中的排列情況,例如X光分析儀,電子顯微鏡,掃描隧道顯微鏡等.對于由大量分子組成的熱力學(xué)系統(tǒng)從微觀上加以研究時,必須用統(tǒng)計的方法.一分子線度和分子力例

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氧分子直徑分子間距分子線度當(dāng)時，分子力主要表現(xiàn)為斥力；當(dāng)時，分子力主要表現(xiàn)為引力.分子力斥力引力二分子熱運動的無序性及統(tǒng)計規(guī)律性熱運動：大量實驗事實表明分子都在作永不停止的無規(guī)運動.例:

常溫和常壓下的氧分子統(tǒng)計規(guī)律性：對大量分子而言，在偶然、無序的分子運動中，包含著一種規(guī)律性.

對于由大量分子組成的熱力學(xué)系統(tǒng)從微觀上加以研究時，必須用統(tǒng)計的方法.

.................................................................................小球在伽爾頓板中的分布規(guī)律.統(tǒng)計規(guī)律當(dāng)小球數(shù)N

足夠大時小球的分布具有統(tǒng)計規(guī)律.設(shè)為第格中的粒子數(shù).概率粒子在第格中出現(xiàn)的可能性大小.歸一化條件

.........

..........................................粒子總數(shù)第七章氣體動理論7-3理想氣體的壓強7-4理想氣體的溫度設(shè)邊長分別為x、y

及z的長方體中有

N

個全同的質(zhì)量為m

的氣體分子，計算壁面所受壓強.理想氣體壓強公式大量分子對器壁碰撞的總效果：恒定的、持續(xù)的力的作用.單個分子對器壁碰撞特性:偶然性、不連續(xù)性.氣體壓強：單位時間內(nèi)，作用在器壁單位面積上的正壓力.分子平均平動動能壓強是大量分子對時間、對面積的統(tǒng)計平均結(jié)果.理想氣體溫度公式溫度T

的物理意義

（3）在同一溫度下各種氣體分子平均平動動能均相等.（1）溫度是分子平均平動動能的量度.

（2）溫度是大量分子的集體表現(xiàn).第七章氣體動理論7-5能均分原理理想氣體的內(nèi)能

物體內(nèi)能：固有屬性理氣內(nèi)能：組成理氣所有分子熱運動動能總和自由度：

作用：為了說明分子熱運動能量所遵從的統(tǒng)計規(guī)律而引入的定義：決定物體空間位置所需的獨立坐標(biāo)變量數(shù)。氣體