《大学物理教学资料》第14章.pptVIP

理想气体的温度公式揭示了温度的微观本质：表明气体的 温度是气体分子平均平动动能的的量度，是大量分子无规 则热运动剧烈程度的标志。 注： （1）温度公式是通过求大量分子平动动能的统计平均值 而导出的，离开了大量分子则失去意义。温度是大量分子 热运动程度的量度，具有统计意义。 （2）当T=0时，温度公式不成立。因为温度公式是由理想 气体速率分布导出的，在达绝对零度之前，气体早已变成 液体或固体。 （3）T=0时， ，但组成固体点阵的粒子也有振 动能量，称零点能。 八、理想气体的压强公式 一）、理想气体的分子模型 理想气体微观模型的基本假设（常温常压下）： （1）分子间的距离远大于分子本身的大小。 （2）如果没有外界影响，气体处于平衡态下，状态参量不改变，在气体内部分子间虽发生频繁的碰撞，但分子热运动的能量不因碰撞而损失。 （3）若气体在运动过程中离地面的高度变化不大，分子重力势能的改变量应远小于其平均平动动能。 理想气体模型具有的特点： （1）气体分子本身的大小与它们间的平均距离相比，可忽略不计。 （2）每个分子都可以看作完全弹性的小球，分子间的碰撞及分子对器壁的碰撞都是完全弹性碰撞 （3）除碰撞瞬间外，分子间的相互作用力可以忽略不计，在两次碰撞间，分子作匀速直线运动 （4）一般情况下，分子所受的重力可忽略不计。 即可把理想气体看作是大量大小可忽略的弹性小球的集合，这些小球不停地作无规则地运动。 二）、统计假设 气体处于平衡态时，各处压强相等，处处密度均匀。因此，对平衡态下理想气体分子的热运动，可作统计假设： （1）分子处于容器内空间各处的概率相同，分子数密度n各处一样 （2）分子沿各方向运动的机会相等。对于大量分子而言，任一时刻沿各方向运动的分子数基本相等 （3）分子速度在各方向的分量的各种平均值应相等，即 1、压强的产生 单个分子碰撞器壁的作用力是不连续的、偶然的、不均匀的。从总的效果上来看，器壁受到的作用力是一个持续的平均作用力。 单个分子 多个分子 平均效果 密集雨点对雨伞的冲击力 大量气体分子对器壁持续不断的碰撞产生压力 三）、理想气体的压强公式 2、压强公式 1)、单个分子在一次碰撞中对 的作用： 分子a动量的改变量： 分子a作用在面 上的冲量： 2)、大量分子与器壁碰撞， 面受到的平均压力： （1）单位时间内单个分子对面 的作用： (2)考虑全部分子，则 面受到的平均压力： * 热学 统计物理学 （微观） 热 力 学 （宏观） 气体动理论（基础） 统计力学 涨落理论 热力学第零定律 热力学第一定律 热力学第二定律 热力学第三定律 熵 气体分子动理论及热力学基础 Kinetic Theory of Gas、Basic Thermodynamics 一）研究的对象---气体分子 二）研究的目的---了解气体的宏观状态参量 与（ 温度、压强、内能等）分子微观运 动之间的关系。 三）研究的依据----由实验得出的关于分子运动的 三个基本论点。 1）一切物质都是由许多不连续的、彼此之 间有一定间隔的微观分子构成。（不是天衣 无缝，浑然一体。） 如：气体---可以压缩； 液体----50cm3的水+50cm3的酒精 =97cm3r混合物。 十四、气体分子动理论Kinetic Theory of Gases （一）分子运动论的基本观点 固体---也不是铁板一块。 高压 2）分子之间存在相互作用力--分子力。 为斥力且 减少时F急剧增加 为平衡态，F=0 为吸引力且 增加时F先增 再减少 注意 ? d 可视为分子力程； 数量级在10-10--10-8m数 量级，可看为分子直径 （有效直径）。 ?分子力是电性力，大大大于万有 引力。 F d 3）分子作永不停息的运动---热运动 证据--布朗运动（1927年） 布朗运动实际上是大 量分子‘无规则’运动 涨落冲击所致。 而且温度越高运动愈剧烈。 四）研究方法----经典统计法(在大量无规则事件 中运用概率的概念找出事物规律的方法。) 什么是概率？什么是统计规律呢？ （二）统计规律性的基本概念 一）、统计规律性 随机事件：在一定条件下可能发生也可能不发生的事件 称随机事件或偶然事件。 ?掷骰子---掷一次出现一点至六点的情况均有 可能，但大量掷出以后，每一点子出现的次数 都占六分子之一。而且掷的次数越多，各点出 现点子的数目越接近六分之一。这时我们说每 种点子出现