广东海洋大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）lesson17 气体动理论（1）

海大理学院敖学裸件 大学物理学电子教案 气体动理论（1) 7-1物质的微观模型统计规律 7-2理想气体的压强公式 7-3理想气体分子的平均平动动 能与温度的的关系

大学物理学电子教案 海大理学院教学课件 气体动理论（1） 7-1 物质的微观模型 统计规律 7-2 理想气体的压强公式 7-3 理想气体分子的平均平动动 能与温度的的关系

复习 可逆过程和不可逆过程 热力学第二定律 •克劳修斯表述 开尔文表述 卡诺定理 熵 •熵的计算 •熵增加原理

复 习 •可逆过程和不可逆过程 •热力学第二定律 •克劳修斯表述 •开尔文表述 •卡诺定理 •熵 •熵的计算 •熵增加原理

第七章 气体动理论 ·本章以气体为研究对象，从气体分子热运动的观点出发，运用 统计方法来研究大量气体分子的热运动规律并对理想气体的热 学性质给予微观说明一气体动理论。 ·目的：了解一些气体性质的微观解释，学习一些统计物理的基 本概念和方法

•本章以气体为研究对象，从气体分子热运动的观点出发，运用 统计方法来研究大量气体分子的热运动规律并对理想气体的热 学性质给予微观说明——气体动理论。 •目的：了解一些气体性质的微观解释，学习一些统计物理的基 本概念和方法。 第七章 气体动理论

7-1物质的微观模型统计规律 气体动理论的基本观点 分子的观点：宏观物体是由大量微粒一分子（或原 子)组成的。 分子运动的观点：物体中的分子处于永不停息的无规 则运动中，其激烈程度与温度有关。 分子力的观点：分子之间存在着相互作用力。 从上述气体动理论的基本观点出发，研究和说明宏 观物体的各种现象和本质是统计物理学的任务

气体动理论的基本观点 •分子的观点：宏观物体是由大量微粒——分子（或原 子）组成的。 •分子运动的观点：物体中的分子处于永不停息的无规 则运动中，其激烈程度与温度有关。 •分子力的观点：分子之间存在着相互作用力。 从上述气体动理论的基本观点出发，研究和说明宏 观物体的各种现象和本质是统计物理学的任务。 7－1 物质的微观模型 统计规律

分子的数密度和线度 实验表明：任何物质1摩尔所含有的微观粒子一分子或原 子的数目均相等，为阿伏加德罗常数，用N表示 N4=6.022136736)×1023moH 计算中，一般取N4=6.02×1023mo1 分子数密度n: 单位体积内的分子数：n=NWV 分子的线度： 每个分子所占有的体积越为分子本身的体积的1000倍。 ·因而气体分子可看成是大小可以忽略不计的质点

一、分子的数密度和线度 •实验表明：任何物质1摩尔所含有的微观粒子——分子或原 子的数目均相等，为阿伏加德罗常数，用NA表示 NA=6.022 136 7(36)×1023mol-1 计算中，一般取NA=6.02×1023mol-1 分子数密度n： 单位体积内的分子数：n=N/V 分子的线度： •每个分子所占有的体积越为分子本身的体积的1000倍。 •因而气体分子可看成是大小可以忽略不计的质点

分子力 分子力是指分子之间存在的吸引或排斥的相互作 用力。它们是造成固体、液体、和封闭气体等许多物理 性质的原因。 吸引力—固体、液体聚集在一起； 排斥力—固体、液体较难压缩。 分子力f与分子之间的距离有关。 存在一个。平衡位置 =r时，分子力为零 Pr分子力表现在吸引力 r>10r分子力可以忽略不计

二、分子力 分子力是指分子之间存在的吸引或排斥的相互作 用力。它们是造成固体、液体、和封闭气体等许多物理 性质的原因。 吸引力——固体、液体聚集在一起； 排斥力——固体、液体较难压缩。 分子力 f 与分子之间的距离r有关。 存在一个r0——平衡位置 r= r0时，分子力为零 r r0分子力表现在吸引力 r > 10 r0分子力可以忽略不计

三、分子热运动的无序性及统计规律性 •单个分子的运动具有无序性 大量分子的运动具有规律性 布朗运动 掷股子 ·伽尔登板 所谓统计规律，是指大量偶然 事件整体所遵循的规律。 方法一求统计平均值 统计规律有以下几个特点： (1)只对大量偶然的事件才有意义 (2)它是不同于个体规律的整体规律 (3)总是伴随着涨落

三、分子热运动的无序性及统计规律性 •单个分子的运动具有无序性 •大量分子的运动具有规律性 所谓统计规律，是指大量偶然 事件整体所遵循的规律。 方法——求统计平均值 •布朗运动 •掷骰子 •伽尔登板 •统计规律有以下几个特点: （1）只对大量偶然的事件才有意义 （2）它是不同于个体规律的整体规律 （3）总是伴随着涨落

例：有10个粒子，其速率分别是1,3,5,7,8,9,10,11， 13,15ms1,计算它们的平均速率和方均根速率。 解：平均速率： i= 10 N台 1 (1+3+5+7+8+9+10+11+13+15) 10 =8.2m.s-1 方均根速率： 01+32+52+72+82+92+102+12+132+15 =9.19m…s-1

例：有10个粒子，其速率分别是1，3，5，7，8，9，10，11， 13，15ms-1，计算它们的平均速率和方均根速率。 解：平均速率： 1 1 0 1 8.2 (1 3 5 7 8 9 10 11 13 15) 10 1 1 − = =  = + + + + + + + + + =  m s v N v i i 方均根速率： 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 0 1 2 2 9.19 (1 3 5 7 8 9 10 11 13 15 ) 10 1 1 − = =  = + + + + + + + + + =  m s v N v i i

7-2理想气体的压强公式 理想气体的微观模型 对单个分子的力学性质的假设 公分子可看作是质点 分子作匀速直线运动 碰撞是完全弹性碰撞 对分子集体的统计假设 分子数密度处处相等； 。分子沿各个方向运动的几率均等

一、理想气体的微观模型 7-2 理想气体的压强公式 对单个分子的力学性质的假设 分子可看作是质点 分子作匀速直线运动 碰撞是完全弹性碰撞 对分子集体的统计假设 分子数密度处处相等； 分子沿各个方向运动的几率均等

二、理想气体压强公式 1、压强的产生 气体分子 器 大量气体分子对器壁持 密集雨点对雨 续不断的碰撞产生压力 伞的冲击力 f@冲力 平均 单个分子 多个分子 平均效果 单个分子碰撞器壁的作用力是不连续的、偶然的、不均匀 的。从总的效果上来看，一个持续的平均作用力

二、理想气体压强公式 1、压强的产生 单个分子碰撞器壁的作用力是不连续的、偶然的、不均匀 的。从总的效果上来看，一个持续的平均作用力。 单个分子 多个分子 平均效果 密集雨点对雨 伞的冲击力 大量气体分子对器壁持 续不断的碰撞产生压力 气体分子 器 壁