高二物理競賽氣體動理論的壓強和溫度公式課件

第五章氣體動理論§5-3氣體動理論的壓強和溫度公式25.氣體動理論5.1熱運動的描述理想氣體模型和狀態(tài)方程5.2分子熱運動和統(tǒng)計規(guī)律5.3氣體動理論的壓強和溫度公式5.4能量均分定理理想氣體的內能5.5麥克斯韋速率分布律5.6*麥克斯韋-玻爾茲曼能量分布律

重力場中粒子按高度的分布5.7分子碰撞和平均自由程5.8*氣體的輸運現象5.9*真實氣體范德瓦耳斯方程理想氣體的微觀模型理想氣體壓強公式的推導溫度的本質和統(tǒng)計意義

氣體分子的方均根速率3理想氣體的微觀模型1、忽略分子大小(看作質點)

分子線度<<分子間平均距離。體現氣態(tài)特性。2、忽略分子間的作用力，忽略重力

(分子間碰撞、分子與器壁碰撞時除外)3、完全彈性碰撞(分子之間、分子與器壁)

==〉能量守恒（動能）4、分子服從經典力學規(guī)律(不需要采用量子論)氣體被看作：自由地、無規(guī)則地運動著的彈性球分子的集合。4理想氣體分子的統(tǒng)計假設

1、平衡態(tài)時，分子按位置的分布均勻分子在各處出現的幾率相同(重力不計)容器內各處分子數密度

n(單位體積中的分子數)相同:

統(tǒng)計假設是對大量分子而言。2、平衡態(tài)時，分子速度按方向的分布均勻由于碰撞，分子往各方向運動的概率相同：

N：一定量氣體的總分子數V：一定量氣體占的體積其中：5理想氣體壓強公式(宏觀量)

推導：(1)一個分子碰壁一次對壁的沖量(2)△t內一個分子對壁的沖量(多次)(3)△t內N個分子對S的沖量(4)S面上的壓強6理想氣體壓強公式對第i

個分子(1)一個分子碰壁一次對壁的沖量碰前速度：碰后速度：

7理想氣體壓強公式△t內分子i

碰S面的次數:(2)△t內一個分子i對壁的沖量（多次）x方向所經過的路程：碰撞次數：△t內分子i

對S面的沖量：8理想氣體壓強公式(3)△t內N個分子對S面的沖量S受的平均沖力：(4)S面上的壓強S面上的壓強：分子平均平動動能9理想氣體壓強公式壓強公式顯示了宏觀量和微觀量的關系。壓強是大量分子碰撞器壁的平均作用力(單位面積上)的統(tǒng)計平均值。壓強是統(tǒng)計概念，只能用于大量分子的集體。不是力學規(guī)律！與容器的形狀無關。分子間的碰撞對結論沒有影響？解釋：m,T不變，V↓p↑；m,V不變，T↑p↑討論：（見下頁）10理想氣體的溫度公式推導：理想氣體狀態(tài)方程：理想氣體壓強公式：(玻爾茲曼常量)代入(1)得：(1)令：11理想氣體的溫度公式討論：分子的平均平動動能僅與溫度成正比；系統(tǒng)的溫度越高，分子的平均平動能就越大；氣體的溫度是氣體分子平均平動動能的量度。溫度是表征物質內部分子不規(guī)則運動激烈程度的物理量。氣體的溫度是氣體分子熱運動的集體表現，具有統(tǒng)計的意義；對個別分子，說它有溫度是沒有意義的。熱力學第三定律：熱力學零度是不能達到的?！叻肿拥倪\動是用不停息的，而熱力學溫度零度將是理想氣體分子熱運動停止時的溫度。思考題1對一定量的氣體來說，

當溫度不變時，氣體的壓強隨體積的減少而增大；

當體積不變時，壓強隨溫度的升高而增大。

從微觀角度看，二者是否有區(qū)別？12氣體的壓強：氣體分子作用在容器壁上單位面積的碰撞力。當溫度不變時，分子熱運動的平均平動動能不變。若此時減少氣體體積，則單位體積內的分子數n增加，

即單位時間內對容器壁的碰撞次數增多，故壓強增大。當體積不變時，則單位體積內的分子數n不變。

溫度升高，氣體分子的憑據平動動能增大，

即氣體分子方均根速率增大，即對容器壁的沖量增大，故壓強增大。思考題2冬天、夏天打入輪胎中的空氣質量是否相同？壓強相同13壓強與溫度T和單位體積的分子數n有關。假設輪胎的容積V在四季都一樣，可承受的壓強p也不變。夏天溫度高，充入輪胎的分子數N就少些。從微觀觀點看：夏天溫度高，空氣分子的平均平動動能高，平均說，單個分子對輪胎的碰撞沖量增大，較少的分子數就能保證足夠的壓強。14氣體分子的方均根速率方均根速率：是分子速率的一種統(tǒng)計平均值。說明：在相同溫度時，各種分子的平均平動動能相等，但方均根速率并不相等，質量大的分子其值小。

教材P176，表5-1m：每個分子的質量.大氣中氫含量少計算：5，11，32，67，89平均數、方均根值.

15例題5-3一容器內裝有氣體，溫度為270C。問：（1）壓強為1.013105Pa時，在1m3中有多少個分子；（2）在高真空時，壓強為1.3310-5Pa,在1m3中有多少個分子?可以看到，兩者相差1010倍。解：（1）按公式p=nkT可知：16例題5-4試求氮氣分子的平均平動動能和方均根速率，設（1）在溫度