2010医用物理学(第三、四章).pdf

第三章分子动理论 1 分子动理论从物质分子结构和分子运动的 观点，采用统计平均方法来研究物质的宏观性 质和宏观规律的基础科学。 热力学是研究物质热运动以及热运动和其 它运动形态相互转换规律的科学； 2 3-1 物质的微观结构 3 一、 热运动 分子力 1. 热运动(thermal motion) 大量分子的无规则运动； 2. 分子力(molecular force) 各分子间的引力和斥力； r=r 时，f =0; 0 r ＜r 时，斥力 ; 0 r r 时，引力 ; 0 4 二、理想气体的微观模型 理想气体（ideal gas) (1) 同种气体分子的大小和质量完全相同； (2) 分子大小与分子间的平均距离比较，可忽略； (3) 分子间及其与容器壁的碰撞是完全弹性的； (4) 分子间的相互作用力是短程力; (5) 气体分子的运动是完全紊乱的，气体各部分的密度 均相同; (6) 分子所受的重力可以忽略。 5 3-2 气体的运动 6 一 、 气体的状态方程 理想气体的宏观描述 M pV RT 理想气体物态方程 µ R=8.314 J/(mol·K) 普适气体常量；摩尔气体常量 μ: 气体摩尔质量； M :容器中气体的质量； M/ μ:质量为M 气体的摩尔数。 7 二、理想气体的压强公式 压强公式 1 2 2 1 2 p nmv n( mv ) 3 3 2 1 mv2 分子平均平动动能 2 n :单位体积内的分子数（分子数密度）； m :分子的质量； 压强p 与n及分子的平均平动动能成正比。 8 理想气体的压强公式推导 一个分子，在X 方向与A面碰撞的动量变化-2mv1x 来回一次时间2L/v1x ，单位时间碰撞次数v1x/2L 碰撞动量的改变 2 v mv − 2 mv ⋅ 1x − 1x 1x 2 L L 器壁给分子一个力（单位时间）