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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,气体动理论,8.1 分子运动的基本概念,8.2 气体分子的热运动,8.3,统计规律的特征,8.4 理想气体的压强公式,第8章 气体动理论,8.5 麦克斯韦速率分布定律,8.6,温度的微观本质,8.7 能量按自由度均分定理,8.9 气体分子的平均自由程,8.10 热力学第二定律的统计意义和熵的概念,8.1.1,宏观物体由大量粒子（分子、原子等）组成,b.,组成物质的粒子之间存在一定的空隙。,a,.,阿伏伽德罗常数：,1,mol,物质所含的分子（或原子）的数目均相同.,解,：（1）标准状态下，,例如：一容器内贮由标准状态下的氮气，求（1）中有多少个氮气分子;(2)氮分子的质量；（3）分子间的平均距离。（氮分子的直径为 ）,8.1,分子运动的基本概念,chsling,（2）氮分子的质量：,（3）在空间，平均每个分子占据的体积为1/,n，,将此体积 看成立方体，则分子间的平均距离为：,利用扫描隧道显微镜技术把一个个原子排列成,IBM,字母的照片.,8.1,分子运动的基本概念,chsling,8.1.2 物体的分子在永不停息地作无序热运动,布朗运动：悬浮在,流体,中的颗粒所作的不停的无规则运动。,布朗运动是分子无规则热运动的反映；,布朗运动随温度升高剧烈程度增加，说明分子运动随温度升高而加剧。,8.1,分子运动的基本概念,chsling,分子力,b,.,分子间作用力半经验公式：,c,.,分子的作用力决定物体的物态（固、液、气）,，,F=0；,，,F,0,为引力；,斥力,引力,a,.,分子间相互作用力包括引力和斥力,8.1.3 分子间存在相互作用力,8.1,分子运动的基本概念,chsling,分子运动的基本概念：,1.宏观物体由大量粒子（分子、原子等）组成；,2.物体的分子在永不停息地作无序热运动；,3.分子间存在相互作用力 。,小结,8.1,分子运动的基本概念,chsling,8.2.1 气体分子热运动可视作是在惯性支配下的自由运动,8.2.2 气体分子间的相互碰撞,8.2.3 大量气体分子热运动服从统计规律,1）忽略重力对其作用；2）除去碰撞瞬间，在相邻两次碰撞之间的气体分子运动。,1）,无序性是气体分子热运动的基本特性；2）单个分子的运动遵循力学规律；3）气体分子间的碰撞实质上是分子力作用下的散射过程。,1）,统计规律性：大量偶然事件的总体所具有的规律性；2）涨落现象：相对于统计平均值出现偏离的现象。涨落现象与统计规律分不开；3）统计规律无法用力学方法得到。,例如：气体分子数密度；掷骰子；伽耳顿板实验,8.2,气体分子的热运动,chsling,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,伽耳顿板实验,1.平衡态下气体分子速度投影的,统计,平均值为：,8.2.4 平衡态下，速度投影、投影平方及速率平方的统计平均值,气体处于,平衡状态,时，气体分子沿各个方向运动的概率相等，故有,8.2,气体分子的热运动,chsling,2.,平衡态下气体分子速度分量平方的,统计,平均值为：,由于气体处于,平衡状态,时，气体分子沿各个方向运动的概率相等，故有:,8.2,气体分子的热运动,chsling,理想气体的微观模型,1）,分子可视为质点，忽略其大小（,线度,间距 ）;,2）,除碰撞瞬间,分子间无相互作用力；,3）,弹性质点即碰撞均为完全弹性碰撞，碰撞,前后分子的动能守恒；,4）,单个,分子的运动遵从经典力学的规律.,8.4,理想气体的压强公式,chsling,1.理想气体是本身体积不计且除碰撞瞬间外没有相互作,用的弹性球；,2.理气微观模型实际上是对真实气体在压强不太大和温,度不太低的条件下真实气体的理想化、抽象化结果。,理想气体分子集体的统计性假设,8.4,理想气体的压强公式,chsling,1,）,每个分子运动速度各不相同，通过碰撞发生改变；,2,）平衡态时，,分子按位置的分布是均匀的：,3,）平衡态时，,分子速度按方向的分布是均匀的：,8.4.2 理想气体压强公式,以理想气体微观模型为对象，运用牛顿定律，采取求平均值的统计方法进行求解。,单个分子对器壁碰撞特性:偶然性、不连续性.,大量分子对器壁碰撞的总效果：恒定的、持续的力的作用.,对象,：一定量理想气体,将,N,个分子分组，每组分子具有相同的速度：,单位体积内速度为 的 分子数,8.4,理想气体的压强公式,chsling,分子,i,碰撞一次器壁，对器壁的冲量为：,在,d,t,时间内，所有速度为 的分子中，能够与微小面积,dA,相碰撞的分子数目,:,y,z,x,O,气体处于平衡态，器壁上各处的压强相等。研究器壁上任一块小面积,dA,所受的压强，取,dA,与,x,轴垂直，,向右为正方向,;,8.4,理想气体的压强公式,chsling,(),由压强定义得：,平衡态下：,分子平均平动动能,在,d,t,时间内，与,dA,碰撞的所有分子对器壁的冲量为,:,8.4,理想气体的压强公式,chsling,（1）理想气体的压强随分子数密度和分子平均平动,动能的增大而增大；,（2）压强,p,是大量分子的集体作用效果，对 单个分,子无压强可言。,压强的物理,意义,统计关系式,宏观可测量量,微观量的统计平均值,8.4,理想气体的压强公式,chsling,例,2.,氢分子的质量为 ，如果每秒有 个氢分子沿着与容器器壁的法线成45,角的方向以 的速率撞击在 面积上，则此氢气的压强为,。,例,1.,体积为,m,3,的容器中含有 个氧气分子，如果其中压强为,Pa,，则氧分子的平均平动动能为：,8.4,理想气体的压强公式,chsling,（,A,）,J,（,B,）,J,（,C,）,606.0 J,（,D,）,J,例,3.,体积 的容器中，贮有理想气体分子总数为 个,，,每个分子的质量为 ，分子速率平方平均值为 ，求该气体的压强、温度以及分子总平均平动动能。,解：由理想气体压强公式：,代入已知数据，可得：,8.4,理想气体的压强公式,chsling,由理想气体状态方程：,气体分子的总平均平动动能为：,故：,8.4,理想气体的压强公式,chsling,1.,分子运动的基本概念：,宏观物体由大量粒子（分子、原子等）组成；,物体的分子在永不停息地作无序热运动；,分子间存在相互作用力 。,2,.,气体分子的热运动,气体分子热运动可视作是在惯性支配下的自由运动；,气体分子间的相互碰撞实质上是分子力作用下的散射过程；,大量气体分子热运动服从统计规律。,小结,3.,理想气体的微观模型,1）,分子可视为质点；,2）,除碰撞瞬间,分子间无相互作用力；,3）,弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；,4）,单个,分子的运动遵从经典力学的规律.,4.理想气体压强公式,作业,：8.18.,5,提示：,8.4,
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