大学普通物理学经典教程——气体动理论课件.pptVIP

例 理想气体体积为 V ，压强为 p ，温度为 T ,一个分子 的质量为 m ，k 为玻尔兹曼常量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为： （A） （B） （C） （D） 解 一 自由度 单原子分子平均能量 §7.4 能均分定理 理想气体内能 刚性双原子分子 分子平均平动动能 分子平均转动动能 分子平均振动能量 分子平均能量 非刚性分子平均能量 非刚性双原子分子 * C 自由度 分子能量中独立的速度和坐标的二次方项数目叫做分子能量自由度的数目, 简称自由度，用符号 表示. 自由度数目 平动 转动 振动 单原子分子 3 0 3 双原子分子 3 2 5 多原子分子 3 3 6 刚性分子能量自由度 分子 自由度 平动 转动 总 二 能量均分定理（玻尔兹曼假设） 气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平 均能量都相等，均为 ，这就是能量按自由度 均分定理 . 分子的平均能量 单原子分子 双原子分子 理想气体的内能 三 理想气体的内能 理想气体的内能 ：分子动能和分子内原子间的势能之和 . 1 mol 理想气体的内能 理想气体内能变化 理想气体的内能 ⑴ 理想气体的内能完全取决于分子运动的自由度和气体的热力学温度，与气体的体积无关。 ⑵一定量的理想气体在不同状态的变化过程中，只要温度变化量相等，那么内能的变化量也相等，与系统所经历的过程无关。（状态量） 练习1：某容器中储有一定量的氧气，处于T=300K的热平衡状态时，氧气分子的平动动能为( )J,平均转动动能（ ）J，平均能量（ ）J。 练习2：A，B两容器的容积不同，A中装有某种单原子理想气体，B中装有某种双原子理想气体，两种气体处于压强相同的平衡状态时，它们单位体积的内能 和 的关系为： 不能判断 1920年，斯特恩首次测出了银蒸汽分子的速率分布，验证了麦克斯韦速率分布的统计规律。 1934年，葛正权（１８９６—１９８８，浙江省东阳县人 ）也从实验上测出了铋蒸汽分子的速率分布。 实验装置 一 测定气体分子速率分布的实验 金属蒸汽 显示屏 狭缝 接抽气泵 §7.5 麦克斯韦气体分子速率分布律 分子速率分布图 ：分子总数 为速率在 区间的分子数. 表示速率在 区间的分子数占总数的百分比 . 分布函数 表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比 . 归一化条件 表示在温度为 的平衡状态下，速率在 附近单位速率区间 的分子数占总数的百分比 . 物理意义 速率位于 内分子数 速率位于 区间的分子数 速率位于 区间的分子数占总数的百分比 麦氏分布函数 二 麦克斯韦气体速率分布定律 反映理想气体在热动 平衡条件下，各速率区间 分子数占总分子数的百分 比的规律 . 三 三种统计速率 1）最概然速率 根据分布函数求得 气体在一定温度下分布在最概然速率 附近单位速率间隔内的相对分子数最多 . 物理意义 2）平均速率 3）方均根速率 同一温度下不同气体的速率分布 N2 分子在不同温度下的速率分布 讨论 麦克斯韦速率分布中最概然速率 的概念 下面哪种表述正确？ （A） 是气体分子中大部分分子所具有的速率. （B） 是速率最大的速度值. （C） 是麦克斯韦速率分布函数的最大值. （D） 速率大小与最概然速率相近的气体分子的比 率最大. 例 如图示两条