普通物理（讲义1）.pptVIP

普 通 物 理 考前 气体动理论 热力学 辅导 1考 气体动理论 热学 试 热力学 大 波动学 纲 光学(波动光学) 第一部分 气体动理论 引论 研究分子运动的目的: 1.揭示热现象的微观本质 2.了解分子运动的微观规律 对分子运动的认识(微观图景) 23 ?1 1.分子数量巨大 N6.023 ?10 mol o 频繁碰撞 分子速率和运动方向不 2 断改变2.分子不停地作无规则运动 即每一瞬间,分子的运动方向和速度大小 都是随机的,可以取任何值。 3.大量分子运动有统计规律 一 、理想气体 1.状态参量 压强 P [ Pa--- 帕斯卡 ] 5 1标准大气压 1atm760 mmHg1.013 ?10 Pa 3 3 1m10 L 体积 V 0 0? T273.15t c K 温度 T 或 T273t c k 质量 m [ kg ] m m o l ?3 M 3 ?10 k g / m o l 摩尔质量M 分子量2.一定量理想气体状 P V T P V T 1 1 1 2 2 2 态方程 P V P V 1 1 2 2? c 表达式1 : T T 1 2 m 普适气体常量 表达式2: P VR T ?1 ?1 R8.31JmolK M N 分 子 数 表达式3 : Pn k T n分子数密度 V 体 积 m 由 NN 0 R ?23 M k? 1.38 ?10 J / K N 1 m 1 N 0 玻兹曼常数 PR TR T 4 V M V N 03.平衡态: 系统的状态参量PVT不随时间改变。 P V T P V T 1 1 1 2 2 2 Pd P, V , T 1 1 1 准静态过程:系统所经历的中间状态都可 近似看作平衡态(过程无限缓慢) 5二.宏观量的微观本质 F 2 n : 分子数密度 1.压强 P? nS 3: 分子平均平动动能 微观量 宏观量 1 1 2 2 m V m V 1 N 2 2? N 1 3 2.温度T 具有统计意义? k T 3 2 微观量 宏观量 温度唯一地与分子平均平动动能相联系 同一温度下,各个分子动能不同,但大量分子平均平 6 动动能相同。3.内能:气体中所有分子 动能的总和 单 原 子 气 体---- 所 有 分 子 平 动 动 能 的 总 和 多 单 原 子 气 体---- 所 有 分 子 平 动 动 能 + 转 动 动 能 的 总 和 内 能 分 子 数× ( 平 均 平 动 动 能 + 平 均 转 动 动 能 ) 自由度 m i 即 EN R T 内 平 动 转 动 M 2 7 m o l自 由 度 的 概 念 确 定 一 个 物 体 的 空 间 位 置 所 需 要 定 义 : 的 独 立 坐 标 数 目 。 以 记 之 。 i 以 刚 性 分 子 ( 分 子 内 原 子 间 距 离 保 持 不 变 ) 为 例 单原子分子 i3 平动自由度平 z 转动自由度 x, y, z i0 转 总自由度 iii3 y 平 转 x 8双原子分子 l 刚性分子 x , y , z x , y z 1 1 1 2 2 2 2 2 2 l xx ? yy ? zz 2 1 2 1 2 1 i3 , i2 i5 总自由度 即 平 转 三原子分子刚性分子 x , y z 2 2 2 l i6 1 总自由度 l x , y , z 3 1 1 1 l 2 即 i3, i3 x , y , z 平 转 3 3 3 9四原子分子 l 6 l l 5 4 三原子以上分子 x , y z 2 2 2 l 1 l 3 每增一原子,坐标数目 x , y , z 1 1 1 l 2 增3,但固定边也增3。 x , y , z 3 3 3 总自由度 i6 即 i3, i3 平 转 10理想气体的内能公式 一定质量理想气体(刚性分子)的内能为 单原子分子 m i i3 ER T i5 双原子分子 M 2 三原子和三 理想气体 内能仅与温 i6 原子以上 度有关 对理想气体,内能是温度的单值函数 m i 温 度 改 变 , 内 能 改 变 量 为ERT M 2 11例1 某容器内贮有1mol氢和氦,设各自对器壁产生的 P P 压强分别为 和 ,则两者的关系是 1 2 A PP B PP C PP 1 2 1 2 1 2 都是1mol m 提示: P VR T M 都在同一容器内VVTT 答:B 12例2 两种理想气体的温度相等,则它们的 ①分子的平均动能相等 ②分子的平均转动动能相等 ③分子的平均平动动能相等 ④内能相等 以上论断中,正确的是A①②③④B. ①②④ C. ①④D. ③ 平均动能平均平动动能 + 平均转动动能i 3 转? k T k T 2 2 m i ER T