熱平衡的統(tǒng)計分布

熱平衡的統(tǒng)計分布第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日實(shí)驗(yàn)裝置金屬蒸汽顯示屏狹縫接抽氣泵(1)測定氣體分子速率分布的實(shí)驗(yàn)1920年，史特恩做了一個實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了麥克斯韋速率分布定律。第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日OV相對粒子數(shù)粒子速率分布實(shí)驗(yàn)曲線氣體速率分布實(shí)驗(yàn)曲線第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

（2）麥克斯韋分子速率分布定律

:速率在

之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率。設(shè)一定量的氣體，分子總數(shù)為

，速率在

之間的分子數(shù)為

。那么:（一個分子在

速率區(qū)間出現(xiàn)的幾率）。

：表示分子在附近單位速率區(qū)間內(nèi)的分布幾率用

表示，即：第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日叫麥克斯韋速度分布函數(shù)。1）幾率

速率位于內(nèi)分子數(shù)熱力學(xué)溫度單個分子的質(zhì)量玻爾茲曼常量說明：第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

速率位于區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比

速率位于區(qū)間內(nèi)分子數(shù):若和比較接近，則2）歸一化條件表示：速率在

之間的分子數(shù)占總分子數(shù)的100％。第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日由求得：意義：對溫度

的一定量氣體，分子速率

附近的單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比最大。

與

極大值相對應(yīng)的速率叫最可幾速率（3）三種速率A.最可幾速率（最概然速率）第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

由

求平均值：

B.平均速率C.方均根速率第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日計算一個與速率有關(guān)的物理量g(v)的統(tǒng)計平均值的公式：討論

1）統(tǒng)計量的平均值第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日2）三種速率比較

第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日同一溫度下不同氣體的速率分布同一種分子（如N2）在不同溫度下的速率分布第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

3）麥克斯韋速率分布中最概然速率的概念下面哪種表述正確？（A）是氣體分子中大部分分子所具有的速率.（B）是速率最大的速度值.（C）是麥克斯韋速率分布函數(shù)的最大值.（D）速率大小與最概然速率相近的氣體分子的比率最大.第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

自由程：

分子兩次相鄰碰撞之間自由通過的路程.二、氣體分子的碰撞

13第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

分子平均碰撞次數(shù)：單位時間內(nèi)一個分子和其它分子碰撞的平均次數(shù).

分子平均自由程：每兩次連續(xù)碰撞之間，一個分子自由運(yùn)動的平均路程.14第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日簡化模型

(1)

分子為剛性小球.

(2)

分子有效直徑為（分子間距平均值）.

(3)

其它分子皆靜止，某分子以平均速率相對其他分子運(yùn)動.15第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日單位時間內(nèi)平均碰撞次數(shù)：16第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

考慮其它分子的運(yùn)動，分子平均碰撞次數(shù)17第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

平均自由程

T一定時

p一定時18第18頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

例

試估計下列情況下空氣分子的平均自由程:（1）273K、1.013

時；（空氣分子有效直徑）解19第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，多數(shù)氣體平均自由程~10-8m，只有氫氣約為10-7m。一般d~10-10m，故d。可求得平均碰撞次數(shù)~109/秒。P1.013×1051.33×1021.331.33×10-21.33×10-4

6×10-85×10-55×10-30.550(m)20第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日三、玻耳茲曼能量分布定律(1)等溫氣壓公式(非均勻的穩(wěn)定分布)zz+dz設(shè)氣體的壓強(qiáng)隨高度變化的函數(shù)關(guān)系為如圖薄柱體得第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

不隨高度

改變時，故上式可寫為對上式積分后得取某地點(diǎn)（如地面）高度為

，令該處的此式稱為等溫氣壓公式。在實(shí)際應(yīng)用中，等溫氣壓公式常倒地來寫成：標(biāo)高。等溫氣壓公式第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日什么是高壓氧（HBO）？HBO(hyperbaricoxygen，HBO)

是機(jī)體處于高于一個大氣壓的環(huán)境里吸入100％的氧治療疾病的過程叫高壓氧治療四、高壓氧療第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日高壓氧與常壓氧（普通氧）有什么區(qū)別？

正常情況下，我們把氧氣吸入肺中，再由血中的紅細(xì)胞將氧氣運(yùn)至全身各部。當(dāng)所有血紅蛋白都攜帶氧后，再吸入更多的氧，血液中的氧氣含量也不會發(fā)生大的變化。那么，如果此時病人仍然缺氧怎么辦呢？可以用增加血中物理溶解氧的方法解決病人缺氧問題。氣體在液體中的溶解度隨著壓力的升高而增加。在高壓下（高壓氧艙中）吸氧，可以使病人血中氧的溶解含量明顯增加。在一定壓力下，如果把病人體內(nèi)的血紅蛋白統(tǒng)統(tǒng)去除，僅靠血液中的溶解氧，就可以滿足病人機(jī)體代謝的需要了。第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日常壓吸氧與高壓吸氧有何不同？基本上有三點(diǎn)不同：1）吸氧壓力不同。常壓下吸氧是病人在一個大氣壓條件下，用鼻塞、鼻導(dǎo)管、面罩、氣管插管或人工呼吸機(jī)等方法吸氧。高壓下吸氧則要求病人在一個特制的高壓氧艙內(nèi)，在高于一個大氣壓的環(huán)境下吸高濃度的氧。2）吸氧濃度不同。常壓下吸氧，氧的濃度一般在25—55﹪之間，高壓氧下氧濃度在85—99﹪以上。3）獲得的療效不同。高壓下吸氧可使吸氧者的血氧含量比常壓下吸氧增加數(shù)倍以至數(shù)十倍，因此，高壓下吸氧對疾病的治療效果，是常壓下吸氧所達(dá)不到的。第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日高壓氧治療疾病的原理一、壓力作用二、血管收縮作用三、抗菌作用四、HBO增加某些抗生素的抗菌作用五、清除作用六、增加機(jī)體的氧含量{第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日一、壓力作用：體內(nèi)的氣泡在壓力升高時，利于氣泡溶解在血液中。二、血管收縮作用：高壓氧有α－腎上腺素樣的作用使血管收縮，減少局部的血容量，利于腦水腫，燒傷或擠壓傷后的水腫減輕。需注意的是，雖然局部的供血減少，但通過血液帶入組織的氧量卻是增加的。

三、抗菌作用：氧本身就是一種廣普抗生素，它不僅抗厭氧菌，也抗需氧菌。第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日四、HBO增加某些抗生素的抗菌作用：HBO可增加血-腦屏障的通透性，HBO與某些抗生素合用，可增強(qiáng)對顱內(nèi)感染的療效。

五、清除作用：體內(nèi)大量的氧可以加速體內(nèi)其他有害氣體的消除。如：CO、二氯甲烷、N2等。

六、增加機(jī)體的氧含量：1、血中的氧含量增加。高壓氧下，由于壓力的升高，大量的氧氣溶解在血液中，血液帶入缺血組織的氧量增加。2、組織中的氧含量增加。3、血氧彌散距離增加。在炎癥、外傷、燒傷等情況下，組織細(xì)胞水腫，細(xì)胞與毛細(xì)血管間距加大，在常壓下吸氧滿足不了組織細(xì)胞的氧供，特定高壓氧的應(yīng)用可使上述缺氧情況一掃而光。第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日高壓氧治療的適應(yīng)癥1、各種中毒，如CO中毒、二氧化碳中毒、硫化氫中毒、氫化物中毒、氨氣中毒、光氣中毒、農(nóng)藥中毒、化學(xué)藥物中毒等。2、溺水、自縊、電擊傷、麻醉意外以及其它原因引起的腦缺氧、腦水腫、減壓病等。3、心血管系統(tǒng)：冠心病、心絞痛、心肌梗塞、心源性休克。4、消化系統(tǒng)：胃、十二指腸潰瘍、術(shù)后潰瘍。5、感染：氣性壞疽、破傷風(fēng)及其它厭氧菌感染，病毒性腦炎等。6、空氣栓塞。7、腦血栓形成、腦栓塞、腦萎縮、腦供血不全、腦挫傷、腦外傷后綜合癥、骨髓炎、截癱、周圍神經(jīng)損傷、多發(fā)性神經(jīng)炎。8、皮膚移植、斷肢(指)再植術(shù)、脈管炎、頑固性潰瘍、骨筋膜間隔區(qū)綜合征、術(shù)后傷口不愈、動脈栓塞、骨愈合不良、放射性骨髓炎、擠壓傷。9、新生兒窒息、3歲之前的腦癱等。10、中心性視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜炎、視網(wǎng)膜動脈栓塞、突發(fā)性耳聾、牙周炎、口腔潰瘍。11、皮膚科疾?。好倒蹇氛?、尋常唑瘡、結(jié)節(jié)性紅斑、硬皮病、神經(jīng)性或糖尿病皮炎等等。第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

腦損害的病理生理{1．腦組織缺血缺氧2．腦水腫3．腦腺苷含量改變4．急性期反應(yīng)蛋白升高5.血液流變學(xué)改變第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

1．腦組織缺血缺氧：腦損害病人多有腦內(nèi)血管及微循環(huán)障礙，造成腦組織缺血。腦細(xì)胞功能正常維持需要足夠能量保障，生理狀況下腦組織代謝的能量供應(yīng)一小部分來自腦內(nèi)的三磷酸腺苷（ATP），其余絕大部分依靠葡萄糖有氧代謝產(chǎn)生。缺氧時能量產(chǎn)生不足，腦功能受損。人腦重量只占體重的2%，但耗氧量占人體總需要量20%，同時人體對氧的儲蓄能力很差，所以說腦組織是體內(nèi)最容易發(fā)生缺氧損害的組織2．腦水腫：腦水腫多與腦缺血缺氧所致的血腦屏障破壞、細(xì)胞能量代謝障礙、細(xì)胞毒性介質(zhì)釋放有關(guān)，腦水腫會引起顱內(nèi)壓增高，腦細(xì)胞水腫時，氧分子不易穿透，進(jìn)而加劇細(xì)胞缺氧從而導(dǎo)致“水腫—缺氧—水腫”的惡性循環(huán)。

3．腦腺苷含量改變：腺苷是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種重要保護(hù)性內(nèi)源因子，可抑制多種興奮性介質(zhì)釋放，減低腦代謝率，提高腦血流量，抑制血小板聚集。腦損傷后細(xì)胞能量代謝紊亂，ATP生成減少，腺苷合成受限，影響了腺苷神經(jīng)保護(hù)作用。4．急性期反應(yīng)蛋白升高：5.

血液流變學(xué)改變：顱腦外傷傷后24小時內(nèi)紅細(xì)胞聚集指數(shù)比健康人高。血液的粘滯性增高。因而循環(huán)阻力升高，腦循環(huán)障礙，導(dǎo)致腦缺血缺氧，腦水腫。第31頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日HBO治療腦損傷的研究

腦組織缺血時，腦血流分布極不均勻，高血流與低流量區(qū)共存。HBO治療可提高組織的氧供（尤其對缺血區(qū)），提高氧分壓，收縮血管，減少腦血流量，減輕腦水腫，使顱壓下降。由于HBO下頸動脈系統(tǒng)血流減少而椎動脈血供反而增加。網(wǎng)狀激活系統(tǒng)和腦干血流量增加，因此有利于昏迷患者的蘇醒和生命機(jī)能活動的維持，為此可用于治療多種原因引起的昏迷和持續(xù)性植物狀態(tài)。第32頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日1．提高血腦屏障的完整性2．HBO抑制自由基對腦組織的損害3．促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，提高腦損傷的存活率4．促進(jìn)損傷腦組織的修復(fù)5．提高腦組織對葡萄糖的利用6．減輕腦損傷后細(xì)胞凋亡第33頁，共34頁，2023年，2月20日，