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　 气体动理论：微观理论，从气体分子运动论观点，应用概率统计方法研究热现象微观本质。 热力学：以观测实验为根据，从能量 守恒和转换观点出发，研究热现象宏观规律。 第七章 气体动理论 §7-2 分子热运动与统计规律 对理想气体模型 压强公式： 定义分子平均平动动能： 讨论： （1）压强公式建立了宏观量压强和微观量的统计平均值之间的关系。 （2）压强是大量气体分子集体的行为，是大量气体分子对器壁碰撞产生的。 例. 设氢气是理想气体，计算标准状态下速率平方的平均值。已知：?标准=8.99?10-2Kg/m3. 一、理想气体状态方程的另一形式 1 mol理想气体： 分子数 N0=6.022?1023个 体积 V0=22.4 升 §7-4 理想气体的温度 玻尔兹曼常数 定义： 单位体积内气体分子数 二、温度的物理意义 讨论： （1）温度是气体分子平均平动动能的量度，反映气体分子运动的剧烈程度。 （2）温度是大数目气体分子运动的集体表现，对单个分子，温度无意义。 （3）分子运动永不停息 T=0 不能实现 热力学第三定律 热运动与宏观运动的区别：温度所反映的是分子的无规则运动，它和物体的整体运动无关，物体的整体运动是其中所有分子的一种有规则运动的表现. 注意 （4）在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等. （A）温度相同、压强相同。 （B）温度、压强都不同。 （C）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强. （D）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强. 解 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 练习 理想气体状态方程： 压强公式： 温度公式： §7-5 能量均分定理 一、自由度 自由度：确定一个物体在空间的位置所需的独立坐标的数目 ----反映运动的自由程度 质点在空间运动： 自由度为3 （平动） * * * 常见的一些现象： 1. 一壶水开了，水变成了水蒸气。 2. 温度降到0℃以下，液态的水变成了固体的冰块。 3. 气体被压缩，压强增强。 4. 物体被加热，物体的温度升高。 热现象 研究对象： 大量气体分子组成的一个系统 微观量 宏观量 关系 统计平均 宏观量：表示大量分子集体特征的物 理量（可直接测量）, 如 等 . 微观量：描述个别分子运动状态的物理量（不可直接测量），如分子的 等 . 宏观量与微观量的关系： 大量分子杂乱无章的热运动遵从一定的统计规律性。在实验中，所测量到的宏观量只是大量分子热运动的统计平均值。 一 、气体的状态参量（宏观量） 1. 气体压强 (P)：作用于容器壁上单位面积的正压力。气体分子碰撞器壁的宏观表现（力学描述）. 单位： 标准大气压： 纬度海平面处, 时的大气压. §7-1理想气体状态方程 状态参量：描述热力学系统状态的 物理量。 3. 温度（T）: 气体冷热程度的量度 （热学描述）. 单位：温标 K （开尔文） 2. 体积 （V）: 气体所能达到的最大空间（几何描述）. 二、平衡态 平衡态：一定量的气体，在不受外界的影响下, 经过一定的时间, 系统达到一个稳定的, 宏观性质不随时间变化的状态称为平衡态 .（理想状态）平衡态在PV 图上用一点来表示。 真 空 膨 胀 自发 热力学平衡态特征： 宏观量（状态参量）不变 微观运动永不停息 动态平衡 平衡态1 平衡态2 过程 平衡过程（理想模型）： 如果过程进展得十分缓慢，使所经历的一系列中间状态，都无限接近平衡状态，这个过程称作平衡过程 P V 等 温 线 压 容 等 等 线 线 0 平衡过程在 PV 图上用一条曲线表示。 三、理想气体模型 宏观理解 物理条件：低压、高温、低密。 质量一定时理 想气体满足： 方程只适用于平衡态 无条件遵守三个(玻意耳、盖-吕萨克、查理）实验定律的气体----理想气体 标准状态下（P0=1atm, T0=273.15K, 1mol体积=22.4升） R=8.31 Jmol-1K-1 理想气体的状态方程： 即： [例1]氧气瓶容积为3.2×10-2m3，其中氧气压力为1.3×107Pa。氧气厂规定压力降到106Pa时就要重新充气。设某实验室每天用1atm的氧气0.2m3,问在温度不变的情况下，一瓶氧气能用多少天? 解：设使用前后瓶中氧气质量分别为m1、m2，每天使用氧气质量为m3 由理想气体状态方程 得 可用天数 1.宏观物质由大量不连连续、彼此有一定距离的微观粒子(分子或原子)组成 2.分子都在不停地作无规则的运动 一、气体动理论基本观点 1mol的任何