面向21世纪课程教材：《物理学》课程电子教案（PPT课件讲稿，第五版）第十二章 气体动理论（12.3）理想气体压强公式

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 一理想气体的微观模型 (1)分子可视为质点;线度d≈10-10m 间距r≈10m,d<<r; (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)分子的运动遵从经典力学的规律. 第十二章气体动理论 1

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 1 （1）分子可视为质点； 线度 间距 ， ； 10 m −10 d  10 m −9 r  （2）除碰撞瞬间, 分子间无相互作用力； 一 理想气体的微观模型 （4）分子的运动遵从经典力学的规律 . （3）弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）； d  r

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 理想气体压强公式 设边长分别为x、y及z的长方体中 有N个全同的质量为m的气体分子,计 算A壁面所受压强 第十二章气体动理论 2

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 2 设 边长分别为 x、y 及 z 的长方体中 有 N 个全同的质量为 m 的气体分子，计 算 壁面所受压强. A1 二 理想气体压强公式

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 1770 Ox 第十二章气体动理论

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 3 mvx  mvx -  A2 v  o y z x y z x A1 v  y v  x v  z v  o

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 单个分子碰撞特性:偶然性、不连续性 大量分子碰撞的总效果:恒定的、持续 的力的作用 热动平衡的统计规律(平衡态) (1)分子按位置的分布是均匀的 dN N 72 第十二章气体动理论

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 4 热动平衡的统计规律（ 平衡态 ） V N V N n = = d d （1）分子按位置的分布是均匀的. 大量分子碰撞的总效果 ：恒定的、持续 的力的作用. 单个分子碰撞特性 ：偶然性 、不连续性

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 (2)分子各方向运动概率均等 分子运动速度7=72+07+vk 各方向运动概率均等x=可y=02=0 x方向速度平方的平均值Ux=∑7 n i 各方向运动概率均等乙20=02-3 第十二章气体动理论

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 5 2 2 2 2 3 1 各方向运动概率均等 vx = vy = vz = v =  i x ix N 2 1 2 x 方向速度平方的平均值 v v （2）分子各方向运动概率均等. 各方向运动概率均等 vx = vy = vz = 0 i j k i ix iy iz     分子运动速度 v = v + v + v

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 单个分子遵循力学规律 y x方向动量变化: A Apix=-2mv 110 分子施于器壁的冲量: r 2mvix X 第十二章气体动理论

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 6 分子施于器壁的冲量: 2mvix mvx  mvx -  A2 v  o y z x y z x A1 pix = −2mvix x方向动量变化: 单个分子遵循力学规律

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 两次碰撞间隔时间:2x/7x 单位时间碰撞次数:℃n/2x 单个分子单位时间 施于器壁的冲量:m0x/x 第十二章气体动理论 7

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 7 单个分子单位时间 施于器壁的冲量: m x ix 2 v 两次碰撞间隔时间: ix 2x v 单位时间碰撞次数: vix 2x

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 ◆大量分子总效应 单位时间N个粒子对器壁总冲量: 70 ∑ 12 i x x i 器壁41所受平均冲力:F=v2Mm/x 第十二章气体动理论 8

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 8 单位时间 N 个粒子对器壁总冲量: 2 2 2 2 x ix i ix i ix x Nm x N Nm x m x m v v v v i  =  =  = 大量分子总效应 器壁 所受平均冲力: F Nm x x 2 A1 = v

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 F Nm 气体压强 yz xyz 统计规律 2 Xyz 33 分子平均平动动能a=m2 2 气体压强公式 na 第十二章气体动理论 9

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 9 气体压强 2 x xyz Nm yz F p = = v 统计规律 xyz N n = 2 2 3 1 vx = v 分子平均平动动能 2 k 2 1  = mv k 3 2 气体压强公式 p = n

物理学 12-3理想气体的压强公式 第五版 压强的物理意义 2 统计关系式 3 k 宏观可测量量微观量的统计平均值 第十二章气体动理论 10

第十二章 气体动理论 物理学 第五版 12-3 理想气体的压强公式 10 k 3 2 统计关系式 p = n 压强的物理意义 宏观可测量量 微观量的统计平均值