西安石油大学理学院：《大学物理I University Physics I》课程资源（PPT教学课件）第二部分 热学 第9章 气体动理论

第二部分 热学 第9章 气体动理论

第二部分 热学 第9章 气体动理论

第9章气体动理论 9.1 分子运动的基本概念 9.2 气体分子的热运动 9.3 统计规律的特征 9.4 理想气体的压强公式 9.5 麦克斯韦速率分布定律 9.6 温度的微观本质

第9章气体动理论 9.7 能量按自由度均分原理 9.8 玻耳兹曼分布律 9.9 气体分子的平均自由程 9.10气体内的迁移现象 9.11热力学第二定律的统计意义 9.12实际气体的性质

9.1分子运动的基本概念 研究对象气体（理想气体） 研究方法 从物质的微观模型出发，应用力学规律和 统计方法研究大量粒子热运动规律的微观理论， 揭示粒子的微观运动与宏观热现象之间的深刻 联系。 探索宏观热现象的微观本质

研究对象 气体(理想气体) 研究方法 探索宏观热现象的微观本质。 从物质的微观模型出发，应用力学规律和 统计方法研究大量粒子热运动规律的微观理论, 揭示粒子的微观运动与宏观热现象之间的深刻 联系

分子运动的基本观点： 1.宏观物体由大量粒子（分子、原子等）组成。 2.分子在永不停息地作不规则（无序）热运动。 (布朗运动)

分子运动的基本观点: 1. 宏观物体由大量粒子(分子、原子等)组成。 2. 分子在永不停息地作不规则(无序)热运动。 ( 布 朗 运 动 )

3.分子间存在相互作用力。 当rr时，分 ~10-9m 子力主要表现为引 ro 力。 r/m 合力 r一平衡位置 引力 一切宏观物体都是由大量分子组成的，分 子都在永不停息地作无序热运动，分子之间有 相互作用的分子力

3. 分子间存在相互作用力 。 分子力与分子 间距离的关系 r f ( r ) r0 ~10 -9 m o r/m 合力 引力 斥力 当 r r0 时, 分 子力主要表现为引 力。 r0— 平衡位置 一切宏观物体都是由大量分子组成的，分 子都在永不停息地作无序热运动，分子之间有 相互作用的分子力

9.2气体分子的热运动 一、气体分子运动的规律 1.气体中分子间的距离相对较大，分子之 间、分子与器壁之间产生瞬间碰撞，分子在两 次碰撞之间的运动可以看作是在惯性支配下的 自由运动 2.气体分子间的相互碰撞是非常频繁的。 大量分子都在不停地作无规热运动，在常温常 压情况下，一个气体分子在1s的时间里大约经 历10亿次碰撞，每个分子的运动状态都有一定 的偶然性。分子运动是无序的

一、气体分子运动的规律 2. 气体分子间的相互碰撞是非常频繁的。 大量分子都在不停地作无规热运动, 在常温常 压情况下, 一个气体分子在 1s 的时间里大约经 历10 亿次碰撞, 每个分子的运动状态都有一定 的偶然性。 1. 气体中分子间的距离相对较大，分子之 间、分子与器壁之间产生瞬间碰撞，分子在两 次碰撞之间的运动可以看作是在惯性支配下的 自由运动。 分子运动是无序的

通过对大量分子运动状态的观察，发现 有一定的规律性。例如，在平衡态时，容器 内各处的温度、密度和压强都是均匀分布 这表明，在大量的偶然、无序的分子运动中 包含一种规律性，称为统计规律性。 二、气体分子运动服从统计平均值 把所有分子按速度分组 T U2x2y02: AN △W2 AN

通过对大量分子运动状态的观察，发现 有一定的规律性。例如，在平衡态时，容器 内各处的温度、密度和压强都是均匀分布。 这表明，在大量的偶然、无序的分子运动中 包含一种规律性，称为统计规律性。 把所有分子按速度分组 1 v 2 v i v 1x 1y 1z v v v 2 x 2 y 2z v v v ix iy iz v v v     N1 N2 Ni 二、 气体分子运动服从统计平均值

1.分子速度分量的统计平均值 所有分子w之代数和 总分子数 AW1V1x+AN2V2x+…+△W,0x+… AW,+△W2+…+N;+… ∑AW,vx N ∑AN,V ∑AN,ne N N

1. 分子速度分量 vx的统计平均值 Ni ix N    v i iy y N N    v v i iz z N N    v v N1 v1x +N2 v2 x +  + Ni vix +  N1  N2  Ni      vx  vx  所有分子vx之代数和 总分子数

气体在平衡状态时，分子沿各方向运动的 概率相等，故 可x=而，=五。=0 2.速度分量x、vy0平方的平均 a=∑y 速度等于三个分量 N 的平方和 -∑W N =∑W2 =+听+ N

气体在平衡状态时，分子沿各方向运动的 概率相等，故 0 vx  vy  vz  2 2 i iy y N N    v v 2 2 i ix x N N    v v 2 2 i iz z N N    v v 2 2 2 2 i  ix  iy  iz v v v v 速度等于三个分量 的平方和 2. 速度分量vx、 v y、vz平方的平均