【正文】 克斯韋速率分布 2)數(shù)量性：統(tǒng)計學(xué)研究對象的數(shù)量性，具體說來，就是通過各種微觀量的統(tǒng)計平均值反映對象總體的特征。 101 麥克斯韋速率布 第 10章 氣體動理論 167。 167。 對多粒子體系的兩種描述 167。 ? ? 123A m o l103671 3 60 2 ???N第 10章 氣體動理論 2 分子不停地做無規(guī)則的熱運動 即每一瞬間，分子的運動方向和速度大小都是隨機的，可以取任一值 3 大量分子運動符合統(tǒng)計規(guī)律 研究對象 處于熱平衡狀態(tài)的理想氣體 第 10章 氣體動理論 分子間存在相互作用力。 第 10章 氣體動理論 3 分子物理是從物質(zhì)的結(jié)構(gòu)出發(fā)來研究物質(zhì)的熱現(xiàn)象及其規(guī)律，研究的方法是統(tǒng)計方法。 第 10章 氣體動理論 3 能用分子運動的統(tǒng)計的觀點理解并解釋氣體的壓強、溫度的物理意義，能應(yīng)用相關(guān)的公式計算這些物理量，正確敘述能量按自由度均分定理，會計算雙原子分子的自由度并確定雙原子分子氣體的內(nèi)能； 第 10章 氣體動理論 1 分子物理和熱力學(xué)的研究對象是物質(zhì)中大量分子的熱運動，它主要表現(xiàn)在物質(zhì)狀態(tài)的變化以及相伴而發(fā)生的熱現(xiàn)象。這類問題的研究，單純用力學(xué)的辦法，是得不到結(jié)果的． 分子運動論基本要點 第 10章 氣體動理論 2 一切物質(zhì)的分子總是處于復(fù)雜的熱運動狀態(tài)。因為組成物體的分子數(shù)量是很大的，在這樣多的分子中，要想追隨每個分子研究它的運動是不可能的，同時也是不必要的。 固體分子之間的作用力最大； 氣體分子之間的作用力最??； 液體分子之間的作用力介于固體和液體之間。 101 麥克斯韋速率布 第 10章 氣體動理論 167。 101 麥克斯韋速率布 第 10章 氣體動理論 167。 101 麥克斯韋速率分布 共同特點 ： 1) 群體規(guī)律： 只能通過大量偶然事件總體顯示出來， 對少數(shù)事件不適用。 近似規(guī)律統(tǒng)計規(guī)律 ?個體規(guī)律簡單疊加統(tǒng)計規(guī)律 ?量變 —質(zhì)變： 整體特征占主導(dǎo)地位 例：理想氣體實驗定律，傳真照片 , …… 167。 101 麥克斯韋速率分布 速率分布函數(shù) vvdd)(0NNf ? 平衡態(tài)下，無外力場作用時，理想氣體分子 按速率分布服從麥克斯韋速率分布律。 0d)(21 NNf ??? vvvv歸一化條件 0dd)(NNf ?vv1d)(0?? ? vvff(v) v O167。 101 麥克斯韋速率布 第 10章 氣體動理論 167。 101 麥克斯韋速率布 第 10章 氣體動理論 167。 101 麥克斯韋速率布 第 10章 氣體動理論 167。 101 麥克斯韋速率分布 ω ω L v j 金屬 蒸汽 方向選擇 速率選擇器 屏 L v 1 t = , 1 t t = 令 2 通過改變 ω 可獲得不同速率區(qū)間的分子。 101 麥克斯韋速率分布 分 子 速 率 分 布 的 100~200 速率區(qū)間 200~300 300~400 400~500 500~600 600~700 700~800 800~900 900 100 ＜ ＞ (m/s) 1859年麥克 斯韋從理論上 得到速率分布 定律。 103 理想氣體的壓強 一、理想氣體的微觀橫型 1．分子本身的大小比起分子間的平均距離來要小得多，可以忽略不計。 167。 103 理想氣體壓強公式 第 10章 氣體動理論 分子求沖量和對所有 0?xv???????iiixviixi StnStnIixdd221dd2 202 vv ???????iixii ntSIp 2dd v?壓強定義 : 該速率區(qū)間所有分子在 dt時間內(nèi)給予 器壁 dS的總沖量 ixixi Stn vv ?2dd ???dS 2231 vv ?? nnpx ???nn ixix22 vv ??據(jù)統(tǒng)計假設(shè)： 222231 vvvv ???zyx167。單位容積內(nèi)的分子數(shù)越多，壓強越大；分子平均平動動能越大，壓強也越大。 104 溫度的微觀本質(zhì) 理想氣體狀態(tài)方程的推導(dǎo) 從理想氣體的壓強公式和理想氣體的狀態(tài)方，可以得出氣體溫度與氣體分子平均平動動能之間的關(guān)系，從而闡明溫度的微觀本質(zhì)。 與氣體種類無關(guān),k Tt ?? ?熱運動停止，意味著0,0 kt ??? ?T? 絕對零度只能逼近，不能達到。問：它們的溫度是否相同？壓強是否相同？ 解： kT23kt ??2kt1kt ?? ?? 21 TT ??n k Tp ?2121 , TTnn ??? 21 pp ??167。 104 溫度的微觀本質(zhì) 第 10章 氣體動理論 MRT 2223?v 13 sm4 9 310282 7 ?? ??????3k t 3 23 kT?? 21???MRT 3233?v 1sm320 ???第 10章 氣體動理論 小結(jié) 1 理想氣體體分子的平均平動動能只與溫度有關(guān)，和氣體性質(zhì)無關(guān)，它與氣體的溫度 T成正比。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動理論 作直線運動的質(zhì)點： 一個自由度 作平面運動的質(zhì)點： 二個自由度 作空間運動的質(zhì)點： 三個自由度 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動理論 在溫度為 T 的平衡態(tài)下，物質(zhì)分子的每一個自由度都具有相同的平均動能，等于 。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動理論 TRiEQ V d2dd ??1mol 理想氣體在等體過程中吸收的熱量為 定體摩爾熱容： RiTQCVV 2ddm, ????????根據(jù)邁耶公式： RCC Vp ?? m,m,定壓摩爾熱容： RiC p ?????? ?? 12m,比熱容比： ii 2???167。 kT21 (1) kT23 (2) kTi2 (3) RTi2 (4) —— 分子在每個自由度上的平均動能 —— 分子的平均平動動能 —— 分子的平均動能 —— 1 mol 氣體的內(nèi)能 RTMm 23 (5) RTiMm 2 (6) —— 質(zhì)量為 m 的 氣體內(nèi)所有分子的平均平動動能之和 —— 質(zhì)量為 m 的 氣體的內(nèi)能