【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 宏觀量是 大量 粒子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，決定于微觀量的 統(tǒng)計(jì)平均值。 宏觀量 微觀量 tk2232213231 ??? nnnp ????????? vv第 10章 氣體動(dòng)理論 小結(jié) 1 反映了宏觀量壓強(qiáng)與氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能（ 統(tǒng)計(jì)平均值）之間的關(guān)系。 kt32 ?np ?2，它說明氣體的壓強(qiáng)正比于單位容積內(nèi)的分子數(shù) n和分子的平均平動(dòng)動(dòng)能。單位容積內(nèi)的分子數(shù)越多，壓強(qiáng)越大；分子平均平動(dòng)動(dòng)能越大，壓強(qiáng)也越大。氣體壓強(qiáng)是描述大量分子集體行為平均效果的物理量，只有在氣體的分 第 10章 氣體動(dòng)理論 3 壓強(qiáng)可以用實(shí)驗(yàn)測(cè)定，但分子的平均平動(dòng)動(dòng)能不能直接測(cè)量，所以壓強(qiáng)公式無法直接用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。但從這個(gè)公式出發(fā)可以滿意地解釋或推證理想氣體諸定理，這表明，理想氣體的壓強(qiáng)公式在一定程度上反映了客觀實(shí)際。 第 10章 氣體動(dòng)理論 167。 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(qiáng)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(dòng)動(dòng)能之間的關(guān)系，從而闡明溫度的微觀本質(zhì)。 第 10章 氣體動(dòng)理論 第 10章 氣體動(dòng)理論 167。 104 溫度的微觀本質(zhì) 第 10章 氣體動(dòng)理論 ? 理想氣體溫度 T 是分子 平均 平動(dòng) 動(dòng)能 的量度， 是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。 ? 溫度 是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的 集體表現(xiàn) ，是統(tǒng)計(jì)性概 念，對(duì)個(gè)別分子無溫度可言。 與氣體種類無關(guān),k Tt ?? ?熱運(yùn)動(dòng)停止，意味著0,0 kt ??? ?T? 絕對(duì)零度只能逼近，不能達(dá)到。 kT23kt ??167。 104 溫度的微觀本質(zhì) 第 10章 氣體動(dòng)理論 二、理想氣體狀態(tài)方程的推證 ktkt 3232 ?? NnVpV ??kt32 ?np ?? ?kT23kt ???N k TpV ??kRMmNMmNA ????RTMmpV ?n k Tp ?VNn ?ANMNm????ANRk ?167。 104 溫度的微觀本質(zhì) 第 10章 氣體動(dòng)理論 例 104: 兩瓶不同種類的氣體，其分子平均平動(dòng)動(dòng)能相等，但分子密度數(shù)不同。問：它們的溫度是否相同？壓強(qiáng)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(dòng)理論 例 105: 試求氮?dú)夥肿拥钠骄絼?dòng)動(dòng)能和均方根速率。設(shè) (1) 在溫度 t = 1000 ℃ 時(shí)； (2) t = 0 ℃ 時(shí)； (3) t = 150 ℃ 時(shí)。 解： 1k t 1 23 kT?? 23 2023 ?? ??????MRT 1213?v 13 sm1 1 9 410281 2 7 ?? ??????2k t 2 23 kT?? 23 2123 ?? ??????167。 104 溫度的微觀本質(zhì) 第 10章 氣體動(dòng)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(dòng)理論 小結(jié) 1 理想氣體體分子的平均平動(dòng)動(dòng)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。 2 氣體的溫度是氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度，這就是溫度了這個(gè)宏觀量的本質(zhì) 3作業(yè) pp91 10－ 3 pp92 10－ 6 第 10章 氣體動(dòng)理論 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 一、自由度 自由度： 確定一個(gè)物體在空間的位置所必需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動(dòng)理論 作直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)： 一個(gè)自由度 作平面運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)： 二個(gè)自由度 作空間運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)： 三個(gè)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(dòng)理論 運(yùn)動(dòng)剛體的自由度： z y x ? C z’ x’ y’ ? ? ? 1c o sc o sc o s 222 ??? ???結(jié)論： 自由剛體有 六個(gè) 自由度 三個(gè) 平動(dòng) 自由度 三個(gè) 轉(zhuǎn)動(dòng) 自由度 定軸剛體 : i = r = 1 (j) O 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動(dòng)理論 單原子分子： 一個(gè)原子構(gòu)成一個(gè)分子 多原子分子： 三個(gè)以上原子構(gòu)成一個(gè)分子 雙原子分子： 兩個(gè)原子構(gòu)成一個(gè)分子 三個(gè) 自由度 氫、氧、氮等 五個(gè)自由度 氦、氬等 六個(gè)自由度 水蒸汽、甲烷等 剛性分子 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動(dòng)理論 二、 能量按自由度均分原理 單原子分子 kTmmmm zyx 2321212121 20202020kt ????? vvvv?222231 vvvvzyx ????kTmmm zyx21212121 202020 ???? vvv167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動(dòng)理論 在溫度為 T 的平衡態(tài)下，物質(zhì)分子的每一個(gè)自由度都具有相同的平均動(dòng)能，等于 。 kT21分子的平均總動(dòng)能 kTi2 k ??“i”為分子自由度數(shù) 單原子分子： kT23k ??3?i多原子分子： kT26k ??6?i雙原子分子： kT25k ??5?i167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動(dòng)理論 三、理想氣體的內(nèi)能 模型 分子間無相互作用 無相互作用勢(shì)能 剛性分子 無振動(dòng)自由度 剛性分子理想氣體內(nèi)能 1 mol m o l A 22iiE N k T R T??RTiMmE2?分子平均動(dòng)能之和 m / M mol 內(nèi)能的改變量 TRiMmE ??? 2結(jié)論： 理想氣體的內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)。 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內(nèi)能 第 10章 氣體動(dòng)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