气体动理论-.ppt
《气体动理论-.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《气体动理论-.ppt(36页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、气体动理论-现在学习的是第1页,共36页10.1 分子运动的基本概念分子运动的基本概念分子运动的基本概念分子运动的基本概念1.宏观物体由大量粒子(分子、原子等)组成,分子之间存在宏观物体由大量粒子(分子、原子等)组成,分子之间存在 一定的空隙一定的空隙2.分子在永不停息地作无序热运动分子在永不停息地作无序热运动(1)气体、液体、固体的扩散气体、液体、固体的扩散水和墨水的混合水和墨水的混合 相互压紧的金属板相互压紧的金属板例如:例如:(1)1cm3的空气中包含有的空气中包含有2.71019 个分子个分子(2)水和酒精的混合水和酒精的混合例如:例如:(2)布朗运动布朗运动NO2OABC现在学习的是
2、第2页,共36页3.分子间存在相互作用力分子间存在相互作用力 假定分子间的相互作用力有球对称性时,分子间的相互作假定分子间的相互作用力有球对称性时,分子间的相互作用用(分子力分子力)可近似地表示为可近似地表示为(布朗运动布朗运动)(tsrrfts 现在学习的是第3页,共36页、式中式中r 表示两个分子中心的距离,表示两个分子中心的距离,、s、t 都是正数,其值由实都是正数,其值由实验确定。验确定。0r斥力斥力引力引力r(分子力与分子间距离的关系分子力与分子间距离的关系)strr10)(0f0rr 0rr 分子力表现为斥力分子力表现为斥力 分子力表现为引力分子力表现为引力 由分子力与分子距离的关
3、系,有由分子力与分子距离的关系,有m10100r(平衡位置平衡位置)一切宏观物体都是由一切宏观物体都是由大量分子大量分子组成的,分子都在组成的,分子都在永不停息地永不停息地作无序作无序热运动,分子之间有热运动,分子之间有相互作用相互作用的分子力。的分子力。结论结论)(tsrrfts 现在学习的是第4页,共36页10.2 气体分子的热运动气体分子的热运动气体分子运动的规律气体分子运动的规律1.气体分子热运动可以看作是在惯性支配下的自由运动气体分子热运动可以看作是在惯性支配下的自由运动(1)由于气体分子间距离很大,而分子力的作用范围又很小,由于气体分子间距离很大,而分子力的作用范围又很小,除分子与
4、分子、分子与器壁相互碰撞的瞬间外,气体分除分子与分子、分子与器壁相互碰撞的瞬间外,气体分 子间相互作用的分子力是极其微小的子间相互作用的分子力是极其微小的。(2)由于气体分子质量一般很小,因此重力对其作用一般可由于气体分子质量一般很小,因此重力对其作用一般可 以忽略以忽略。2.气体分子间的相互碰撞是非常频繁的气体分子间的相互碰撞是非常频繁的 一秒内一个分子和其它分子一秒内一个分子和其它分子大约大约要碰撞几十亿次要碰撞几十亿次(10109 9次次/秒秒)现在学习的是第5页,共36页3.气体分子热运动服从统计规律气体分子热运动服从统计规律 统计的方法统计的方法变量变量M 的统计平均值的统计平均值
5、NMNMNM2211 21NNN状态状态i出现的概率出现的概率)(limNNWiNi归一化条件归一化条件 1iiWNMNMNMN)(lim2211现在学习的是第6页,共36页vxvxvxvxvyvyvyvyvzvzvzvzv1v2v3vivNvNvNvNvxxxx332211izvxyzOixviyvNvNiixi例如例如平衡态下气体分子速度分量的平衡态下气体分子速度分量的统计统计平均值平均值为为现在学习的是第7页,共36页NNNNNNNNiixiiixixxxvvvvv212211NNNNNNNNiiyiiiyiyyyvvvvv212211NNNNNNNNiiziiizizzzvvvvv21
6、2211气体处于气体处于平衡状态平衡状态时,气体分子沿各个方向运动的概率相等,故时,气体分子沿各个方向运动的概率相等,故有有 zyxvvv0现在学习的是第8页,共36页v1v2v3v21xv22xv2xv23xv2yv2zv21yv21zv22yv22zv23yv23zvNvNviixix22NvNviiyiy22NvNviiziz22ivizvxyzOixviyv又如又如平衡态下气体分子速度分量平方的统计平均值为平衡态下气体分子速度分量平方的统计平均值为 现在学习的是第9页,共36页ivizvxyzOixviyvNvNNvNNvNNvNiiziiiyiiixiiii22222222iziyi
7、xivvvviiziiiyiiixiiiivNvNvNvN2222即即2222zyxvvvv由于气体处于由于气体处于平衡状态平衡状态时,气体分子沿各个时,气体分子沿各个方向运动的概率相等,故有方向运动的概率相等,故有222zyxvvv222231vvvvzyx现在学习的是第10页,共36页10.3 统计规律的特征统计规律的特征伽耳顿板实验伽耳顿板实验 若无小钉:若无小钉:必然事件必然事件若有小钉:若有小钉:偶然事件偶然事件现在学习的是第11页,共36页 一个小球落在哪里有偶然性一个小球落在哪里有偶然性实验现象实验现象:少量小球的分布每次不同少量小球的分布每次不同大量小球的分布近似相同,服从大量
8、小球的分布近似相同,服从统计统计规律规律(1)统计规律是统计规律是大量大量偶然事件的偶然事件的总体总体所遵从的规律所遵从的规律 (2)统计规律和统计规律和涨落涨落现象是分不开的。现象是分不开的。结论结论现在学习的是第12页,共36页10.4 理想气体的压强理想气体的压强公式公式一一.理想气体的微观模型理想气体的微观模型(1)不考虑分子的内部结构并不考虑分子的内部结构并忽略其大小忽略其大小(2)分子力的作用距离很短,可以认为气体分子之间除了分子力的作用距离很短,可以认为气体分子之间除了 碰撞的一瞬间外,其相互作用力可忽略不计。碰撞的一瞬间外,其相互作用力可忽略不计。(3)碰撞为完全弹性碰撞为完全
9、弹性 理想气体分子理想气体分子好像是一个个没有大小并且除碰撞瞬间外没有相互作好像是一个个没有大小并且除碰撞瞬间外没有相互作用的弹性球。用的弹性球。二二.平衡态气体分子的统计性假设平衡态气体分子的统计性假设1.每个分子的运动速度各不相同,且通过碰撞不断发生变化每个分子的运动速度各不相同,且通过碰撞不断发生变化现在学习的是第13页,共36页2.分子按位置的均匀分布分子按位置的均匀分布(重力不计)(重力不计)在忽略重力情况下,分子在各处出现的概率相同在忽略重力情况下,分子在各处出现的概率相同,容器内容器内各处的分子数密度相同各处的分子数密度相同 VNVNn3.分子速度按方向的分布均匀分子速度按方向的
10、分布均匀 由于碰撞由于碰撞,分子向各方向运动的概率相同,所以分子向各方向运动的概率相同,所以 222231vvvvzyx0zyxvvv三三.理想气体的压强公式理想气体的压强公式1.从气体分子运动看气体压强的形成从气体分子运动看气体压强的形成现在学习的是第14页,共36页单个分子与器壁碰撞单个分子与器壁碰撞冲力作用瞬间完成,大小、位置具有偶然冲力作用瞬间完成,大小、位置具有偶然性;性;大量分子(整个气体系统)与器壁碰撞大量分子(整个气体系统)与器壁碰撞冲力作用持续、不变;冲力作用持续、不变;数值上,压强等于气体分子单位时间作用于容器壁数值上,压强等于气体分子单位时间作用于容器壁单位面积的总冲量的
11、统计平均量单位面积的总冲量的统计平均量例例:雨点对伞的持续作用雨点对伞的持续作用气体的压强是由大量分子在和器壁碰撞中不断给器壁以气体的压强是由大量分子在和器壁碰撞中不断给器壁以力的作用所引起的。力的作用所引起的。现在学习的是第15页,共36页2.理想气体的压强公式理想气体的压强公式设体积为设体积为V 的容器的容器,内贮分子总数为内贮分子总数为 N,分子质量分子质量 为为,分子,分子数密度数密度 n 的平衡态理想的平衡态理想气体气体速度为速度为 的分子的分子数为数为 ivtidvivnAd 在在dt 时间内,速度为时间内,速度为 vi 的分子与的分子与 面元面元dA 碰撞的分子数为碰撞的分子数为
12、 zydtixvAtVNixiddv)0(ixvyzxOiN 现在学习的是第16页,共36页在在dt 时间内,与面元时间内,与面元dA 碰撞的所有分子所受的冲量碰撞的所有分子所受的冲量dI 为为iixiixiAtVNAtVNixdddd2202vvv22xiixinNNVNvv 由压强定义得由压强定义得tAIpddd)31(2v n n32nP32(1)压强压强 p 是一个统计平均量。它反映的是是一个统计平均量。它反映的是宏观量宏观量 p 和微和微 观量观量 的关系的关系。对大量分子,压强才有意义。对大量分子,压强才有意义。说明说明(2)压强公式无法用实验直接验证压强公式无法用实验直接验证现在
13、学习的是第17页,共36页一容积为一容积为 V=1.0m3 的容器内装有的容器内装有 N1=1.01024 个个 氧分子氧分子N2=3.01024 个个氮氮分子的混合气体,分子的混合气体,混合气体的压强混合气体的压强 p=2.58104 Pa 。(1)由压强公式由压强公式,有有np23 例例求求(1)分子的平均平动动能;分子的平均平动动能;(2)混合气体的温度混合气体的温度解解VNNp)(2321J1068.921(2)由理想气体的状态方程得由理想气体的状态方程得kVNNpnkpT21K467现在学习的是第18页,共36页一一.分布的概念分布的概念气体系统是由大量分子组成,气体系统是由大量分子
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 气体 理论
限制150内