气体动理论

1、同学们好同学们好! !通知：本周五交第九次作业！第六篇 气体动力学理论宏观现象是微观过程统计平均的结果基本观念：粒子间微弱相互作用能使其在足够长时间内实现平衡近独立：粒子相互作用能 d 的 分子将不与A相碰单位时间内平均碰撞次数平均碰撞频率一般：平均相对速率ABABAB1） 定义 分子在连续两次碰撞间通过的自由路程的平均值。2）常温常压下：为分子有效直径的数百倍注意：2.分子平均自由程练习：在气体放电管中，电子不断与气体分子碰撞。因为 电子速率远大于气体分子的平均速率，所以可以认 为气体分子不动。设气体分子的有效直径。

2、1,分子运动过程中,频繁地与其他分子相碰撞，分子的实际运动路径是曲折无规的。,正是碰撞，使得气体分子能量按自由度均分。,在气体由非平衡态过渡到平衡态中起关键作用。,气体速度按一定规律达到稳定分布。,分子碰撞,2,统计平均值,无规则性,有规律，表示碰撞的基本特征。,自由程 ： 分子两次相邻碰撞之间自由通过的路程 .,3,分子平均碰撞次数：单位时间内一个分子和其它分子碰撞的平均次数.,分子平均自由程：每两次连续碰撞之间，一个分子自由运动的平均路程.,相互关系：,4,(1) 分子为刚性小球 . (2) 分子有效直径为d（分子间距平均值）. (。

3、第二篇,牛顿力学: 质点或质点系的机械运动规律。 热 学: 微观粒子组成的宏观物体的热运动规律。,热学：研究热运动的规律及其对物质宏观性质的影响，以及与物质其他运动形态之间的转化规律。所谓热运动即组成宏观物体的大量微观粒子的一种永不停息的无规则运动。,按照研究方法的不同，热学可分为两门学科: 热力学和统计物理学。它们从不同角度研究热运动，二者相辅相成，彼此联系又互相补充。,第八章,本章内容,第一节,物质与分子,一、物质与分子,一秒钟数200万个,要数100亿年,物态与分子力,本章主要讨论气体,物态与分子力,此外还有等离子态。

4、第第 七七 章章7.1 气体分子热运动的规律宏观物体由大量分子 （原子）组成；分子之 间存在一定的间隙。1、分子观点一、分子的热运动图像2、分子运动观点组成物质的分子在永不停息地作无规则运 动，此运动与气体温度密切相关，称热运动。 3、分子力观点xx小球落入其中一格 是一个偶然事件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .大量小球在空间的 分布服从统计规律小球数按空间 位置 x 分布曲线伽耳顿板演示二、统计规律性在一定的宏观条件下 大量偶然事 件在整体上表现出确定的规律，叫做统 计规律。7.2 平衡。

5、气体动理论作业班级:_____________ 姓名:_____________ 学号:_____________日期:__________年_______月_______日 成绩:_____________一、选择题1.一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T，气体分子的质量为m根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x方向的分量平方的平均值 (A) (B) (C) (D) 2.温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能和平均平动动能 有如下关系： (A) 和都相等 (B) 相等，而不相等 (C) 相等，而不相等 (D) 和都不相等 3.下列各式中哪一式表示气体分子的平均平动动能？（式中M为气体的质量，m为气体分子质。

6、1,热学（Thermology）,研究与热现象有关的规律的科学。,热现象：大量分子无规则运动(热运动)的集 体表现。(举例说明),热力学系统：由大量分子组成的系统。,思考:大量分子都在不停地运动，为什么有的物体在运动，有的物体是静止的？,可否用研究力学的方法来研究热学问题?,?,?,2,热学研究方法：,宏观法：以实验为基础，研究系统与外界的相互作用规律。,微观法：对大量分子的行为作统计分析，建。

7、The Royal Society is collaborating with JSTOR to digitize, preserve, and extend access to Proceedings of the Royal Society of London. www.jstor.org。

8、一一. .研究对象：研究对象：热现象（分子热运动）热现象（分子热运动） 所遵从的规律；所遵从的规律；热现象：热现象：与温度有关的物理性质、状态的与温度有关的物理性质、状态的 变化；变化；分子热运动：分子热运动：组成宏观物体的大量微组成宏观物体的大量微 观粒子的运动称为热运动；观粒子的运动称为热运动；1二、研究方法二、研究方法宏观量：微观量：描述宏观物体特性的物理量；如温度 T、压强P、体积V、热容量C 等。描述微观粒子特征的物理量；如质量 、速度v、能量等。宏观理论（热力学）观察和实验微观理论（分子动理论）利。

9、Introduction In our study of dynamics, we developed methods to calculate energy. An object have kinetic energy, gravitational potential energy, or elastic potential energy. To calculate the total energy of a collection of objects, we would simply add up the contributions made by each object. However, many physical system contain an impossibly large number of separate object. For instance, a jug of water contains an enormous number of water molecules, and we can hardly calculate the energy of the。

10、热 学,第四章 气体动理论,第五章 热力学基础,热学是研究与热现象有关的规律的科学。,研究对象：宏观物体热力学系统,研究内容：宏观物体的冷热性质以及冷热变化规律,研究方法：,根据热力学系统状态的描述方法， 热学研究分为两个分支,关于热学,热力学：,统计物理学：,优点：可靠、普遍。缺点：未揭示微观本质。,优点：揭示了热现象的微观本质。 缺点：可靠性、普遍性差。,（其初级理论称为气体动理论）,采取微观描述方法，从物质的微观结构出发，运用统计方法来研究热力学系统的规律称为统计力学。,采取宏观描述方法，根据实验确定的基本规。

11、热学,十四章 气体动理论,本章教学要求： 1理解统计的概念。了解气体分子热运动的图象。理解理想 气体的压强公式和温度公式。通过推导气体压强公式，了解从 提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系到阐明 宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解 压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质是微观运动的 统计表现。 2了解麦克斯韦速率分布律及速率分布函数和速率分布曲线的 物理意义。了解气体分子热运动的算术平均速率、方均根速率。 3通过理想气体的刚性分子模型，理解气体分子平均能量按自 由度均分定理，。

12、气体分子动理论,本章内容,气体动理论习题,练习1315 其中 练习13T三1；练习14T三2填空 练习13T三2；练习14T一,T二2;练习15T一3,T二3,T三2 选作,5.1平衡态,物态参量,微观与宏观量,物态方程,续上,准静态过程,准 静 态 过 程,概率,概率 统计平均值,概率密度函数,统计平均值,5.2麦氏速率分布,麦氏速率分布实验,实验动。

13、气体动理论第4讲气体动理论小结 习题课,气体动理论小结 习题课,理想气体的压强和温度及其统计意义,气 体 动 理 论,理想气体状态方程,任何理想气体，只要是处在平衡态，其状态参量都遵守该方程，而不管它经历何种过程中。,在一密闭容器中，储有A、B、C三种理想气体，处于平衡状态A种气体的分子数密度为n1，它产生的压强为p1，B种气体的分子数密度为2n1，C种气体的分子数密度为3n1，则混合气体的压强 p为（ ） (A)3 p1(B)4 p1 (C)5 p1 (D)6 p1,练 习,D,练 习,2、关于温度的意义，有下列几种说法：（ ）(1)气体的温度是分子平均平动动能的量。

14、1,10.8 玻耳兹曼分布律,一定量的气体处于平衡态时，若不计外力场的作用，其分子将均匀分布，分子数密度和温度都是处处相等的。,当考虑外力场对气体作用时，其分子数密度和压强将不再是均匀分布了。,1877年玻耳兹曼求出了在外力场中气体分子按能量分布的规律玻耳兹曼分布律。,2,一、玻耳兹曼分布律,由麦克斯韦速率分布律,式中因子 指数是一个与分子平动动能有关的量：,故麦克斯韦速率分布律可以表示为,3,麦克斯韦速率分布律,玻耳兹曼将分布推广到分子在外力场（如重力场）中的情况，认为分子总能量为,动能,势能,平衡态下温度为 T 的气体中。

15、1,一.研究对象：热现象（分子热运动） 所遵从的规律； 热现象：与温度有关的物理性质、状态的 变化； 分子热运动：组成宏观物体的大量微 观粒子的运动称为热运动；,热学,二、研究方法,宏观量：,微观量：,描述宏观物体特性的物理量；如温度T、压强P、体积V、热容量C 等。,描述微观粒子特征的物理量；如质量、速度v、能量等。,宏观理论（热力学）观察和实验,微观理论（分子动理论）利用力学规律, 统 计平均方法,7.1 平衡态 理想气体状态方程,热力学系统热力学所研究的具体对象，简 称系统。,系统是由大量分子组成，如汽缸中的气体。,一、 气。

16、第二篇 热学 第三章 气体动理论第三章 气体动理论一、教学内容： 平衡态，状态参量；理想气体的物理模型，理想气体状态方程；理想气体的压强公式；温度的统计解释；自由度。能均分定理，理想气体的内能；麦克斯韦速率分布律；玻耳茲曼能量分布律。分子平均碰撞次数和平均自由程；气体的迁移现象。 二、教学目的与要求： 1了解气体分子热运动的图象。理解理想气体的压强公式和温度公式。通过推导气体压强公式，了解从提出模型，进行统计平均，建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。能从宏观和统计意义上理解压强、。