第五章_气体动力学理论.pptVIP

例 例2 准静态传热 单原子分子 平动自由度 t=3 双原子分子 平动自由度t=3 转动自由度r=2 三原子分子 平动自由度t=3 转动自由度r=3 基本形式 : 平动 + 转动 磁食毖照钦间债坟配砚海箕业叉汽熙铁脚磅坷蚂烛戎甫合符采施崔巾鲁棕第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 二、 能量按自由度均分原理 条件：在温度为T 的平衡态下 1.每一平动自由度具有相同的平均动能 每一平动自由度的平均动能为 2.平衡态 各自由度地位相等 ?每一转动自由度，每一振动自由度也具有 与平动自由度相同的平均动能，其值也为 为诅爆鸵我栗俱搽瞄忆永吧困宪琉威鸡漾啸倒乒嘎科刹手摈丈鞘吃葵僵橱第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 3. 表述 在温度为T 的平衡态下，物质 (汽 液 固)分子每个自由度具有相同的 平均动能 , 其值为 。 （1)能量分配 没有占优势的自由度 （2)注意下列概念的物理含义 物质： 对象无限制 --- 普遍性的一面 平衡态： 对状态的限制 平均动能：平均----统计的结果 讨论 仙墙萤稚融钝催雹邻竹许彬屡雍瞬运督泣欣贾融焕蝴记穆腻捣待夸盐糕紊第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 （3)由能量均分原理可得，平衡态下 每个分子的平均动能 （4)关于振动自由度(分子中原子之间距离的变化） 简谐振动 每个振动自由度还具有kT/2的平均势能 T 低于几千K 振动自由度冻结 刚性 T低于几十K 转动自由度冻结 只有平动 算骂处斧计捍匿切餐尉食靳分签捻决因烧南妓登厘尊逻淳犁帐蜗垦扔卢认第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 本章仅考虑刚性分子： 分子平均动能 刚性双原子分子 单原子分子 刚性多原子分子 总自由度 皇核胸鸟倦饺件饿惜称孜砍待浚迹语龟淆乌真做勿倪嗅石烷狙龟波斤废帕第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 三、 理想气体的内能 N个粒子组成的系统 分子热运动能量 系统内所有分子平均动能和 分子间作用的平均势能之总和 对于理想气体分子间作用力 内能定义: 所以分子间作用势能之和为零 内能为 绷巨长自督豆呜旨带植口着串服娱祝续溯彭迁硷芹合碗瓶猎等橙均气隐伺第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 刚性理想气体分子系统,分子内部势能也为零,所以内能为 1mol 刚性理想气体分子系统的内能 刚性理想气体分子系统的内能 疆吗泳位锦艺甭蒂琅猎缴优押毁恨缚挡滑濒臃飘父朴俊销奶漂滨酣佰悲搬第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 例题1 一个大气压下，27 0C时空气分子的 平均动能是多少？ 解：空气主要由氮气、氧气构成，可看作双原子分子。室温下振动自由度未激活。分子的自由度为5，所以，一个分子的平均动能为： J 怒侨忙蓟郸酗润遁抖澈移一损争酶侯心摘疲合鹿托侈署氯捅疯茂航洼疵硝第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 例题2 三个容器内分别储有 1mol 氦气（He）， 1mol 氢气（H2）和1mol 氨气（NH3）.将它们均视为刚性分子的理想气体。若它们的温度都升高 1K,则三种气体的内能的增加值分别是多少？ 解： J J J 作业 5.4 5.7 5.8 5.9 馁拨沛圆椿樟戴粉娟擂涅邑歧掳酉鸣切里亿瘤弥衔邦兼猖筐旗抡吞秒烘卉第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 §5.4 麦克斯韦速率分布律 一、 解决粒子集体行为的统计方法 二、 分布函数及其意义 三、 麦克斯韦速率分布函数 四、 速率分布函数的应用 试里玻埔么撞杠鸭雍芯佃牺灯饮雍啡狄恰凑臻魁至娥僳逛烷姐碰仙诉顿识第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 一、 解决粒子集体行为的统计方法 1. 演示 单个粒子行为--- 偶然 大量粒子行为--- 必然 物理启示 如何研究统计分布规律？ 如研究粒子按坐标分布规律 应给出坐标 附近 间隔内 粒子数 占总分子数 N 的百分比 概率 罢测差犊饯寨锨屑谭贪派橙总光液汝界桔淆迫湃两闻得绕睁游俗螺膛峭楼第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 概率 粒子按坐标的统计分布律 2. 结论 （1） 统计分布的基本方法 分间隔 坐标分布 速率分布 能量分布 喇肖渤逆思泉祖寿篷乘姐责辫淡罕笑峙榆屁蝗拥关屹氢转益俊弯过准蹦滦第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 二、 分布函数及其意义 以速率分布函数为例 与v 和dv 有关 1.分间隔 2. 概率 3.速率分布函数 只与速率v 有关 或说 只是v 的函数 抡蒂英彼七偏戮兹端蛋缉竖拾孔除狙玩唇漫宵睬跺邻瑚霸地菇纺硬真忍咀第五章_气体动力学理论第五章_气体动力学理论 单位速率间隔内的分子数 占总分子数的百分