第二草气动理论 第十二章 气体动理论
第十二章 气体动理论
丁二气动理论 了解气体分子热运动的图像 掌握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.能从宏观和微观两方面理解压强和温度 等概念.了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现 解自由度概念,理解能量均分定理,计 算理想气体(刚性分子模型)的内能 四了解麦克斯韦速率分布律、速率分布函数和 速率分布曲线的物理意义.掌握气体分子热运动的三种 统计速度公式 五了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程
第十二章 气体动理论 习 题 课 一 了解气体分子热运动的图像 . 二 掌握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 . 能从宏观和微观两方面理解压强和温度 等概念 . 了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现 . 教学基本要求 三 了解自由度概念，理解能量均分定理，掌握计 算理想气体（刚性分子模型） 的内能 . 五 了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程 . 四 了解麦克斯韦速率分布律、 速率分布函数和 速率分布曲线的物理意义 . 掌握气体分子热运动的三种 统计速度公式
第二草气动理论 内容提要 热学(分子物理学) 热学: 1、热现象:与物体冷热程度有关的物理性质及变化。 2、热运动:宏观物体以热现象为主要标志的运动形态, 组成物体的大量分子永不停息无规则的运动 二、热学的宏观理论及微观理论: 1、热学:研究物质的热运动规律及应用的科学。 2、宏观与微观:宏观线度≥106-10cm大场 微观线度≤107-10°cm小场
第十二章 气体动理论 内容提要 习 题 课 热学(分子物理学) 宏观物体以热现象为主要标志的运动形态， 组成物体的大量分子永不停息无规则的运动。 1、热现象： 一、热学: 与物体冷热程度有关的物理性质及变化。 2、热运动： 二、热学的宏观理论及微观理论： 1、热学：研究物质的热运动规律及应用的科学。 2、宏观与微观： 小场 大场 微观线度 6 4 10 10 cm − − 7 6 10 10 cm − − 宏观线度
3、热力学: 第二草气动理论 根据由实验和观察所总结出来的宏观热性质所遵循的基 本定律(热力学第一、二定律),用严密的逻辑推理方法,研 究宏观物体热的性质及应用。 4、统计物理学: 从组成物质的分子、原子的运动和它们之间的相互作 用出发,依据每个粒子所遵循的力学规律,用统计方法阐 明宏观物体热性质。 (1),统计力学:平衡性质 (2),气体分子运动论:非平衡性质输运过程 (3),涨落现象:平均值的涨落
第十二章 气体动理论 习 题 课 根据由实验和观察所总结出来的宏观热性质所遵循的基 本定律(热力学第一、二定律)，用严密的逻辑推理方法，研 究宏观物体热的性质及应用。 3、热力学： 从组成物质的分子、原子的运动和它们之间的相互作 用出发，依据每个粒子所遵循的力学规律，用统计方法阐 明宏观物体热性质。 4、统计物理学： （1）,统计力学： （3）,涨落现象： 平衡性质 （2）,气体分子运动论： 非平衡性质 输运过程 平均值的涨落
第二气体动理论 内容提要 统计物理学统计力学 分子物理学 热(微观理论份子运动论 涨落现象 字[热力学热力学第一定律 宏观理论)热力学第二定律
第十二章 气体动理论 习 题 课 内容提要 分 子 热 物 理 学 学 统计物理学 (微观理论) 涨 落 现 象 热 力 学 热力学第一定律 (宏观理论) 统 计 力 学 分子运动论 热力学第二定律
丁二气动理论 内容提要 气体动理论 、统计规律:对大量的个别偶然事件整体起作用的规律 1,只对大量的个别偶然事件整体起作用 2,个别偶然事件的数量愈多规律愈准确; 3存在涨落现象。 伽尔顿板 小钉 等宽 实狭槽N:。 验
第十二章 气体动理论 气体动理论 习 题 课 内容提要 3,存在涨落现象。 一、统计规律:对大量的个别偶然事件整体起作用的规律 1,只对大量的个别偶 然事件整体起作用； 2,个别偶然事件的数 量愈多,规律愈准确; 小钉 等宽 狭槽 伽 尔 顿 板 实 验
第二草气动理论 二、分子运动论的基本观点: 1、宏观物体是由大量分子或原子组成的。 0C:m,3×10cm3,10°mg,3×10cm3, 2、分子做永不停息的无规则运动,运动的剧烈 程度与物体的温度有关。 3、分子间有相互作用力分子力它是一种保守力 s>t f t=7 s=10~13
第十二章 气体动理论 习 题 课 二、分子运动论的基本观点： 1、宏观物体是由大量分子或原子组成的。 0 9 3 9 7 3 0 :1 ,3 10 ,10 ,3 10 , C atm cm mmHg cm − − − 2、分子做永不停息的无规则运动，运动的剧烈 程度与物体的温度有关。 3、分子间有相互作用力—分子力,它是一种保守力。 1 2 7 10 13 s t s t f c r c r t s − − = − = =
理想气体的压强公式 第二草气动理论 奕夯约缆森型旋相同,质量相同 (2),分子本身线度与分子间的距离相比忽略不计。 (3)除碰撞一瞬间外,分子与分子间、分子与器 壁间无相互作用,重力影响忽略不计。 (4),分子间、分子与器壁间的碰撞是完全弹性的 理想气体是不停地无规则地运动着 的大量无引力的弹性质点的集合。 2、理想气体的压强本质的定性解释:△A 做无规则运动着的大量分子碰撞器壁时,作用于器壁单位 面积上的平均冲力(单位面积上单位时间内的平均冲量)
第十二章 气体动理论 习 题 课 三、理想气体的压强公式： (2),分子本身线度与分子间的距离相比忽略不计。 1、理想气体的微观模型: (1),同类分子气体的性质相同，质量相同 。 (3),除碰撞一瞬间外，分子与分子间、分子与器 壁间无相互作用，重力影响忽略不计。 理想气体是不停地无规则地运动着 的大量无引力的弹性质点的集合。 (4),分子间、分子与器壁间的碰撞是完全弹性的。 2、理想气体的压强本质的定性解释: I p S t = 做无规则运动着的大量分子碰撞器壁时 ，作用于器壁单位 面积上的平均冲力（单位面积上单位时间内的平均冲量）
2、理想气体的压强公式: 第二草气动理论 nEm=nkT 3 宏观量压强与相应的微观量的统计平均值的关系 四、理想气体的温度公式: 3 k平2 kT 1、分子平均平动动能公式:Ek平=3kr 温度的气体分子运动论定义 气体温度是气体内做无规则永不停息运动的大量 分子平均平动动能的量度
第十二章 气体动理论 习 题 课 2、理想气体的压强公式: 1 2 2 3 3 k p nmv nE nkT = = = 平 四、理想气体的温度公式： 1 3 2 2 2 E mv kT k平 = = 1、分子平均平动动能公式： 3 2 E kT k平 = 气体温度是气体内做无规则永不停息运动的大量 分子平均平动动能的量度。 2、温度的气体分子运动论定义： 宏观量压强与相应的微观量的统计平均值的关系
、热力学第零定律: 第二草气动理论 如果两个系统同时与第三个系统达到热平衡那么,这 两个系统也达到热平衡。 热平衡的实质:两个系统热平衡实质上是两个系 统分子的平均平动动能相等 5、热力学第三定律:绝对零度是不可能达到的。02≠0→T≠0 五、能量按自由度均分定理: 1、自由度的一般概念: (1)、自由度:确定物体空间位置所需的独立坐标的数目 (2)、质点:1),空间:32),平面:23),线:1
第十二章 气体动理论 习 题 课 如果两个系统同时与第三个系统达到热平衡,那么,这 两个系统也达到热平衡。 4、热力学第零定律： 热平衡的实质：两个系统热平衡实质上是两个系 统分子的平均平动动能相等。 5、热力学第三定律：绝对零度是不可能达到的。 2 v 0 0 T 五、能量按自由度均分定理： 1、自由度的一般概念： (1)、自由度: 确定物体空间位置所需的独立坐标的数目 (2)、质点: 1）,空间：3 2）,平面：2 3）,线：1