物理 教学课件 ppt 作者 王英杰 邹彬 第7章

物理 第7章,第一节 分子运动论的基本论点,分子之间的间隙 我们已经知道，一切宏观的物体都是由大量的、彼此之间有间隙的分子组成的。例如，气体的体积很容易被压缩，就是气体分子间有间隙的证明；水和酒精混合后总体积反而会减少，说明这两种液体的分子互相渗透到对方分子的间隙中去了，证明液体分子间也有间隙。固体的分子也有一定间隙。,第一节 分子运动论的基本论点,布朗运动 对于扩散现象则说明组成物质的分子在不停地作无规则的热运动。还有一种现象可以更明显地证实分子的无规则运动，这种现象称为布朗运动(Brown motion)。 实验表明，温度越高，布朗运动越剧烈，它反映分子的无规则运动也越剧烈。所以，大量分子的无规则运动又称为分子热运动。热运动与力学中宏观机械运动的根本区别，就在于它的无规则性。,第一节 分子运动论的基本论点,分子间的作用力 分子间的作用力，称为分子力(numerator force)。固体被拉伸或压缩时产生的弹力，就是分子间引力和斥力的宏观表现。 分子力与分子间距r有关. 宏观物体是由大量的分子组成的，分子间是有间隙的，分子总是永不停息地作无规则运动，分子之间存在着相互作用的引力和斥力。这就是分子运动的基本论点。,第二节 晶体 非晶体 液晶,晶体和非晶体 晶体(crystal)有天然的规则的几何形状，它的外形是由若干个平面围成的多面体。非晶体则没有天然的规则的几何外形。,第二节 晶体 非晶体 液晶,晶体在各个方向的导电性、拉伸性能、压缩性能、折射率是不相同的，这种现象称为各向异性。非晶体则具有各向同性特性。 晶体有固定的熔点(fusion point)，非晶体随着温度的升高逐渐软化、变稠、变稀并成为液态，它没有明显的固态和液态的分界点,第二节 晶体 非晶体 液晶,晶体可以分为单晶体和多晶体。整个物体就是一个晶体(或晶粒)，这样的物体称为单晶体(single crystal)。如果整个物体是由许多杂乱的小晶体堆积组成的晶体,这样的物体称为多晶体(polyrys)。,液晶 这类物质既有液体的流动性，又具有像晶体那样的各向异性的特点。这种过渡状态的特殊的物质称为液态晶体，简称液晶(liquid crystal)。 液晶对温度、电压、应力、辐射、磁、光、声的反应非常灵敏。液晶的这些特性在现代科学技术中有广泛的应用。 利用液晶灵敏的温度效应，可用来制作温度探测器，在医学上用以检查肿瘤。 利用液晶灵敏的电压效应，可制成显示元件。 液晶技术被广泛应用于电子、航空、生物、医学、分析化学和石油化工等领域。,第三节 描绘气体状态的参量,气体的体积 气体的体积(volume)就是指气体充满容器的容积。 在国际单位制中，体积的单位是立方米(m3)，常见单位有升(L)、立方厘米(cm3)等。,气体的压强 气体垂直作用在器壁单位面积上的压力称为气体的压强(pressure)。 在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡(Pa)，简称帕， 。工程上，气体的压强过去还常用标准大气压(atm)和厘米(毫米)汞柱(cmHg)(mmHg)作单位。这些都是非法单位，已不采用。,气体的温度 从宏观上看，气体的温度(temperature)是表示冷热程度的物理量，它反映了气体分子热运动的剧烈程度。要定量地确定温度，必须有具体的数值，规定温度数值的表示方法称为温标。 日常生活中常用的温标是摄氏温标。用摄氏温标表示的温度称为摄氏温度，用t表示，单位是摄氏度()，如30读做30摄氏度。 在国际单位制中，用热力学温标(又称绝对温标)表示温度，称为热力学温度。 热力学温度用T表示，单位是开尔文(K)，简称开。,第四节 理想气体状态方程,一、气体的等温变化(等温过程)波意耳马略特定律 一定质量的气体，在保持温度不变时，气体的压强跟体积成反比。,一、气体的等温变化(等温过程)波意耳马略特定律,例7-1 如图7-14所示，在一端封闭的、粗细均匀的细玻璃管中，用16cm长的水银柱封入适量的空气。当把玻璃管竖直放置，开口向上时，管内空气柱长是15cm；开口向下时，管内空气柱长是23cm。求这时的大气压强。如把管水平放置，管内空气柱长度是多少？(已知水银的密度=，重力加速度g=9.8m/s2。) 解,二、气体的等压变化(等压过程)盖·吕萨克定律 一定质量的气体，在压强保持不变时，气体的体积与热力学温度成正比。,三、气体的等容变化(等容过程)查理定律 一定质量的气体，在体积保持不变时，气体的压强与热力学温度成正比。,理想气体的状态方程 第一个阶段是等温变化，根据波意耳马略特定律有 第二个阶段是等容变化，根据查理定律有 联立上述两式，整理后得到 上式说明，一定质量的气体从初状态(p1，V1，T1)变到末状态(p2，V2，T2)，压强和体积的乘积与热力学温度的比值是不变的，即 我们把能够严格遵从上述三个实验定律的气体称为理想气体(ideal gas) ，上式称为理想气体状态方程。,例7-2 气焊用的氧气瓶容积是100L，瓶上压强计显示的压强是60p0(p0=1.01×105Pa)，氧气瓶内的温度是16，求氧气瓶内氧气的质量。已知在温度为、压强为p0时，氧气的密度01.43kg/m3。,一、分子运动论的基本论点 (1) 宏观物体都是由大量的、彼此之间有间隙的分子组成。 (2) 组成物质的分子在不停地作无规则的热运动。温度越高，布朗运动越剧烈，它反映分子的无规则运动也越剧烈。布朗运动是分子无规则运动的反映。 (3)分子之间存在着相互作用的引力和斥力。,小 结,二、晶体、非晶体、液晶 (1)晶体有天然的规则的几何形状。晶体在各个方向的导电性、拉伸性能、压缩性能、折射率是不相同的，这种现象称为各向异性。晶体有固定的熔点。 (2)非晶体没有天然的规则的几何外形。非晶体具有各向同性。 (3)介于固态和液态之间，既有液体的流动性，又具有晶体各向异性特点的物质称为液态晶体，简称液晶。,三、描绘气体状态的参量 (1)气体的体积就是指气体充满容器的容积。 (2)气体垂直作用在器壁单位面积上的压力称为气体的压强。 (3)气体的温度是表示冷热程度的物理量，它反映了气体分子热运动的剧烈程度。规定温度数值的表示方法称为温标。 四、理想气体状态方程 一定质量的理想气体，它的压强和体积的乘积与热力学温度的比，在状态变化中,