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第五章气体动理论

重点：理想气体压强公式推导；Maxwell速率分布函数的物理意义和三种速率的应用。难点：Maxwell速率分布函数的物理意义以及有关应用。壹贰本章重点与难点

热学概述

热学涉及到宏观与微观两个层次宏观理论热力学的两大基本定律:第一定律,即能量守恒定律;第二定律,即熵增加定律.热力学与统计物理的发展,加强了物理学与化学的联系,建立了物理化学这一门交叉科学.玻尔兹曼与吉布斯发展了经典统计力学.科学家进一步追根问底,企图从分子和原子的微观层次上来说明物理规律,气体分子动理论应运而生.

研究对象热运动:构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规运动.热现象:与温度有关的物理性质的变化。单个分子—无序、具有偶然性、遵循力学规律.研究对象特征整体（大量分子）—服从统计规律.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.

研究大量数目的热运动的粒子系统，应用模型假设和统计方法揭示宏观现象的本质.气体动理论热力学相辅相成热力学——宏观描述实验经验总结，给出宏观物体热现象的规律，从能量观点出发，分析研究物态变化过程中热功转换的关系和条件.微观量统计平均气体动理论——微观描述宏观量

5.1平衡态理想气体物态方程

一气体的物态参量（宏观量）2体积:气体所能达到的最大空间（几何描述）.1气体压强：作用于容器壁上单位面积的正压力（力学描述）.单位：3温度:气体冷热程度的量度（热学描述）.单位：温标（开尔文）.

二平衡态真空膨胀一定量的气体，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）自发

平衡态的特点1）单一性（处处相等）;2）物态的稳定性——与时间无关；3）自发过程的终点；4）热动平衡（有别于力平衡）.*p-V图上的每一点表示一个平衡态

三理想气体物态方程N为体积V中的气体分子数，k为玻尔兹曼常数为物质的量，R为摩尔气体常数M为气体的摩尔质量，为气体质量n为气体的分子数密度，n＝N/V

5.2物质的微观模型

统计规律性

一分子线度和分子力例标准状态下氧分子直径分子间距分子线度当时，分子力主要表现为斥力；当时，分子力主要表现为引力.分子力斥力引力

统计规律性：对大量分子而言，在偶然、无序的分子运动中，包含着一种规律性.热运动：大量实验事实表明分子都在作永不停止的无规运动.二分子热运动的无序性及统计规律性例:常温和常压下的氧分子

对于由大量分子组成的热力学系统从微观上加以研究时，必须用统计的方法..................................................................................小球在伽尔顿板中的分布规律.

统计规律当小球数N足够大时小球的分布具有统计规律.设为第格中的粒子数.概率粒子在第格中出现的可能性大小.归一化条件...................................................粒子总数

5.3理想气体的压强公式

平均平动动能和温度的关系

1）分子可视为质点；线度间距;2）除碰撞瞬间,分子间无相互作用力；一理想气体的微观模型4）分子的运动遵从经典力学的规律.3）弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；

二理想气体压强公式的推导