《热学》第2章 气体动理论

第2章 气体动理论

第 2 章 气体动理论

第2章气体动理论 口气体动理论研究的对象和方法 口理想气体的压强 口温度的微观意义 口理想气体的内能 口麦克斯韦速率分布律 口麦克斯韦速率分布律的实验验证 口实际气体等温线 口气体分子的平均自由程

第 2 章 气体动理论 ❑气体动理论研究的对象和方法 ❑理想气体的压强 ❑温度的微观意义 ❑理想气体的内能 ❑麦克斯韦速率分布律 ❑麦克斯韦速率分布律的实验验证 ❑实际气体等温线 ❑气体分子的平均自由程

气体动理论研究的对象和方法 口气体动理论是统计学的一个方面,他以气体 微观结构的一些简化模型出发,根据每个微 观粒子所服从的力学规律,用统计的方法, 从本质上解释、研究气体所遵从的宏观规律。 不仅可以研究气体的平衡态,而且也能研究 气体由非平衡态过渡的过程

气体动理论研究的对象和方法 ❑气体动理论是统计学的一个方面，他以气体 微观结构的一些简化模型出发，根据每个微 观粒子所服从的力学规律，用统计的方法， 从本质上解释、研究气体所遵从的宏观规律。 不仅可以研究气体的平衡态，而且也能研究 气体由非平衡态过渡的过程

气体动理论研究的对象和方法 1分子论点 口宏观气体是由大量微观粒子—分子、原子 或离子等组成的。 口1mo/气体中的分子数为阿伏加德罗常量 NA=6.0221367×1023/mol 口分子间有空隙,气体密度约为液体密度的 l/1000,分子线度约为相邻分子间平均距离 的1/10。 口同种分子的大小、形状、质量都一样

气体动理论研究的对象和方法 1.分子论点 ❑宏观气体是由大量微观粒子——分子、原子 或离子等组成的。 ❑1mol 气体中的分子数为阿伏加德罗常量 NA=6.0221367×1023/mol ❑分子间有空隙,气体密度约为液体密度的 1/1000，分子线度约为相邻分子间平均距离 的1/10。 ❑同种分子的大小、形状、质量都一样

气体动理论研究的对象和方法 2热运动论点 口分子都在不停地做无规则热运动,其剧烈程 度与温度有关,布朗运动是分子热运动的间 接证明。 口分子之间、分子和 容器器壁之间进行 着频繁的碰撞,这 种碰撞最终导致系 统处于平衡状态

气体动理论研究的对象和方法 2.热运动论点 ❑分子都在不停地做无规则热运动，其剧烈程 度与温度有关，布朗运动是分子热运动的间 接证明。 ❑分子之间、分子和 容器器壁之间进行 着频繁的碰撞，这 种碰撞最终导致系 统处于平衡状态

气体动理论研究的对象和方法 3分子力论点 口分子间作用力可以用一个半经验公式表示 >、y、s、t都为整 F 数,且s>t ra~10-10m r>F0分子相斥

气体动理论研究的对象和方法 3.分子力论点 ❑分子间作用力可以用一个半经验公式表示 0 r = r F = 0 0 r  r 0 r  r F  0 F  0 分子相吸 分子相斥 s t r r F   = − ➢ 、、s、t 都为整 数，且 s > t 。 r0 ~ 10-10m

气体动理论研究的对象和方法 4统计论点 口详细地考察气体中每个粒子的真实运动是不 可能的,也是不必要的。 口气体作为一个系统所表现出的宏观状态与性 质取决于气体内大量分子热运动和分子间相 互作用的综合效果和集体表现

气体动理论研究的对象和方法 4.统计论点 ❑详细地考察气体中每个粒子的真实运动是不 可能的，也是不必要的。 ❑气体作为一个系统所表现出的宏观状态与性 质取决于气体内大量分子热运动和分子间相 互作用的综合效果和集体表现

理想气体的压强 口理想气体模型 口气体分子运动的统计性假设 口气体压强的微观解释 口理想气体压强公式

理想气体的压强 ❑理想气体模型 ❑气体分子运动的统计性假设 ❑气体压强的微观解释 ❑理想气体压强公式

理想气体模型 口当气体压强不太高以及温度不太低时 忽略分子大小(看作质点) 分子线度分子之间、分子与器壁之间的碰撞认为是弹 性碰撞 分子的运动服从经典力学规律 口在通常条件下,实际气体的行为与理想气体 很接近

理想气体模型 ❑当气体压强不太高以及温度不太低时 ➢忽略分子大小（看作质点） 分子线度  分子间平均距离 ➢忽略分子间的相互作用力 ➢分子之间、分子与器壁之间的碰撞认为是弹 性碰撞。 ➢分子的运动服从经典力学规律 ❑在通常条件下，实际气体的行为与理想气体 很接近

气体分子运动的统计性假设 口对平衡态的理想气体,大量分子集体行为, 统计力学认为 分子速度因分子间的频繁碰撞而极度杂 乱,各种速度都可能出现。 不计重力,分子按位置的分布均匀,在 容器内各点出现的概率相同,即分子数 密度处处相同 dN N

气体分子运动的统计性假设 ❑对平衡态的理想气体，大量分子集体行为， 统计力学认为 ➢分子速度因分子间的频繁碰撞而极度杂 乱，各种速度都可能出现。 ➢不计重力，分子按位置的分布均匀，在 容器内各点出现的概率相同，即分子数 密度处处相同。 V N dV dN n = =