氣體動(dòng)理論ppt課件.pptx

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1、期中測(cè)評(píng)：約第九周期末C統(tǒng)OL考LE：AG約EP第HY十SI七CS周II課程內(nèi)容簡(jiǎn)介大學(xué)物理(下)氣熱體力動(dòng)學(xué)理基論礎(chǔ)振波動(dòng)動(dòng)電磁波熱學(xué)振動(dòng)與波動(dòng)波動(dòng)光學(xué)光光光的的的干衍偏涉射振光原的子量的子子論論近代物理COLLEAGEPHYSICSII第二篇：熱學(xué)第十章氣體動(dòng)理論第十一章熱力學(xué)基礎(chǔ)COLLEAGEPHYSICSII氣體動(dòng)理論和熱力學(xué)基礎(chǔ)的研究對(duì)象：物質(zhì)分子的熱運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的規(guī)律氣體動(dòng)理論和熱力學(xué)基礎(chǔ)的研究對(duì)象雖然相同，但是它們的研究方法卻不同，二者互補(bǔ)不足，互相驗(yàn)證。熱運(yùn)動(dòng)：物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則的永不停息的運(yùn)動(dòng)。具有很大的偶然性熱現(xiàn)象：物質(zhì)中大量

2、分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)。有一定的規(guī)律性§6-1氣體動(dòng)理論的基本概念§6-2氣體的狀態(tài)參量、平衡狀態(tài)、理想氣體狀態(tài)方程§6-3氣體動(dòng)理論的壓強(qiáng)公式§6-4氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系§6-5能量按自由度均分原則、理想氣體的內(nèi)能§6-6麥克斯韋速率分布定律§6-7分子的平均自由程和平均碰撞次數(shù)COLLEAGEPHYSICSII第十章氣體動(dòng)理論COLLEAGEPHYSICSII教學(xué)基本要求1.熟練掌握理想氣體狀態(tài)方程及其應(yīng)用2.對(duì)分子無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)有一個(gè)清晰的圖景。3.掌握氣體動(dòng)理論的兩個(gè)基本公式—理想氣體的壓強(qiáng)公式及平均平動(dòng)動(dòng)能與溫度的關(guān)系式，理解壓

3、強(qiáng)和溫度的微觀解釋。4.理解平衡態(tài)下氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。溫度T、壓強(qiáng)P、體積VCOLLEAGEPHYSICSII統(tǒng)計(jì)平均方法對(duì)個(gè)別分子應(yīng)用力學(xué)規(guī)律，然后對(duì)大量分子求它們微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值，并建立微觀量和宏觀量之間的關(guān)系。從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)平均方法來(lái)研究分子熱運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。微觀的個(gè)別的現(xiàn)象偶然的宏觀的大量的規(guī)律必然的聯(lián)系微觀量表征微觀粒子的特征的物理量宏觀量表征大量分子集體特征的物理量氣體動(dòng)理論的研究方法直徑d、質(zhì)量m速度v、能量ELLEAGEPHYSICSIICO1、物質(zhì)由大量的分子組成，分子與分子之間有空隙實(shí)驗(yàn)依據(jù)（1）氣體液體固

4、體都可以被壓縮（2）水和酒精混合后體積變小。（3）加壓后鋼筒中的油會(huì)從筒壁滲出來(lái)。2、分子永不停息地作無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)依據(jù)：(1)布朗運(yùn)動(dòng)(1827年)——懸浮微粒永不停歇地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。布朗運(yùn)動(dòng)雖然不是液體分子本身的運(yùn)動(dòng)，但是它卻是由于分子運(yùn)動(dòng)引起的最直接的結(jié)果?！?—1氣體動(dòng)理論的基本概念COLLEAGEPHYSICSII（2）擴(kuò)散現(xiàn)象墨水在水中的擴(kuò)散H2CO2打開(kāi)氣體擴(kuò)散：如圖所示，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，過(guò)若干時(shí)間后，兩種氣體均勻混合。氫比二氧化碳要輕22倍，在重力作用下，不可能往下（往上）流動(dòng)。固體擴(kuò)散：生活中存放煤的地方及其周圍文學(xué)上：芳

5、香四溢，臭氣熏天，香飄十里，萬(wàn)里飄香，酒香不怕巷子深組成物質(zhì)的分子在永不停息地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)與氣體溫度密切相關(guān)，稱熱運(yùn)動(dòng)。溫度越高，擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行越快，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈(分子運(yùn)動(dòng)越激烈)COLLEAGEPHYSICSII實(shí)驗(yàn)依據(jù)：（1）氣體可以被壓縮，但是到一定程度就很難再壓縮，說(shuō)明分子間存在斥力。（2）把固體拉伸或壓縮時(shí)要受到抵抗，說(shuō)明分子間存在引力和斥力。（3）液體的分子是聚在一起的，不會(huì)分散開(kāi)，說(shuō)明分子間存在引力。分子間的相互作用力,稱分子力。此力為短程力,引力、斥力視距離而定當(dāng)r=r0（r0?10-10m）時(shí)f=0當(dāng)r

6、r>r0時(shí)f為引力當(dāng)r>10-9m時(shí)，分子力可忽略。rfr0o斥力引力3、分子間有相互作用力COLLEAGEPHYSICSII§6-2氣體系統(tǒng)狀態(tài)的描述1、氣體的狀態(tài)參量狀態(tài)參量：用來(lái)描述氣體宏觀狀態(tài)特征的物理量。壓強(qiáng)(P)屬性：從力學(xué)角度來(lái)描寫(xiě)狀態(tài)。定義：垂直作用于容器器壁上單位面積上的力，是由分子與器壁碰撞產(chǎn)生的。單位:Pa屬性：從熱學(xué)角度來(lái)描寫(xiě)狀態(tài)。定義：表征氣體分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的物理量單位:K溫度(T)屬性：從幾何角度來(lái)描寫(xiě)狀態(tài)。定義：分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所能達(dá)到的空間。單位:m2體積(V)描述氣體的宏觀平衡狀態(tài)，是大量分子微觀狀態(tài)參量在足

7、夠長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的統(tǒng)計(jì)平均值。COLLEAGEPHYSICSII2、平衡態(tài)與平衡過(guò)程VPoAC平衡態(tài)：在沒(méi)有外界影響的條件下，系統(tǒng)狀態(tài)參量長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化的狀態(tài)，即“孤立系統(tǒng)熱動(dòng)平衡”。平衡過(guò)程：系統(tǒng)狀態(tài)變化所經(jīng)歷的所有中間狀態(tài)都無(wú)限接近平衡態(tài)的過(guò)程。把隔板無(wú)限緩慢地向真空視為平衡過(guò)程。ABT1P2、V2、T2BCOLLEAGEPHYSICSII3、理想氣體狀態(tài)方程1摩爾的任何物質(zhì)(任何氣體)所含的分子數(shù)都相同，都含有N0=6.022?1023個(gè)分子。N0稱為阿伏加德羅常數(shù)。理想氣體：在任何情況下都遵守氣體實(shí)驗(yàn)三定律及阿伏伽德羅定律的氣體。?氣體實(shí)驗(yàn)

8、三定律(1)玻-馬定律：當(dāng)m、T一定時(shí)，PV=C1(常數(shù))P1P2?V2V1(2)蓋.呂薩克定律：當(dāng)m、P一定時(shí)，V/T=C2(常數(shù))V