【文章內容簡介】 宏觀量是 大量 粒子運動的集體表現(xiàn)，決定于微觀量的 統(tǒng)計平均值。 宏觀量 微觀量 tk2232213231 ??? nnnp ????????? vv第 10章 氣體動理論 小結 1 反映了宏觀量壓強與氣體分子平均平動動能（ 統(tǒng)計平均值）之間的關系。 kt32 ?np ?2，它說明氣體的壓強正比于單位容積內的分子數(shù) n和分子的平均平動動能。單位容積內的分子數(shù)越多，壓強越大；分子平均平動動能越大，壓強也越大。氣體壓強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 氣體動理論 3 壓強可以用實驗測定，但分子的平均平動動能不能直接測量，所以壓強公式無法直接用實驗驗證。但從這個公式出發(fā)可以滿意地解釋或推證理想氣體諸定理，這表明，理想氣體的壓強公式在一定程度上反映了客觀實際。 第 10章 氣體動理論 167。 104 溫度的微觀本質 理想氣體狀態(tài)方程的推導 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系，從而闡明溫度的微觀本質。 第 10章 氣體動理論 第 10章 氣體動理論 167。 104 溫度的微觀本質 第 10章 氣體動理論 ? 理想氣體溫度 T 是分子 平均 平動 動能 的量度， 是分子熱運動劇烈程度的標志。 ? 溫度 是大量分子熱運動的 集體表現(xiàn) ，是統(tǒng)計性概 念，對個別分子無溫度可言。 與氣體種類無關,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。 kT23kt ??167。 104 溫度的微觀本質 第 10章 氣體動理論 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 第 10章 氣體動理論 例 104: 兩瓶不同種類的氣體，其分子平均平動動能相等，但分子密度數(shù)不同。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 第 10章 氣體動理論 例 105: 試求氮氣分子的平均平動動能和均方根速率。設 (1) 在溫度 t = 1000 ℃ 時； (2) t = 0 ℃ 時； (3) t = 150 ℃ 時。 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 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 1 理想氣體體分子的平均平動動能只與溫度有關，和氣體性質無關，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動能的量度，這就是溫度了這個宏觀量的本質 3作業(yè) pp91 10－ 3 pp92 10－ 6 第 10章 氣體動理論 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內能 一、自由度 自由度： 確定一個物體在空間的位置所必需的獨立坐標數(shù)目。 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內能 第 10章 氣體動理論 作直線運動的質點： 一個自由度 作平面運動的質點： 二個自由度 作空間運動的質點： 三個自由度 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內能 第 10章 氣體動理論 運動剛體的自由度： z y x ? C z’ x’ y’ ? ? ? 1c o sc o sc o s 222 ??? ???結論： 自由剛體有 六個 自由度 三個 平動 自由度 三個 轉動 自由度 定軸剛體 : i = r = 1 (j) O 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內能 第 10章 氣體動理論 單原子分子： 一個原子構成一個分子 多原子分子： 三個以上原子構成一個分子 雙原子分子： 兩個原子構成一個分子 三個 自由度 氫、氧、氮等 五個自由度 氦、氬等 六個自由度 水蒸汽、甲烷等 剛性分子 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內能 第 10章 氣體動理論 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 理想氣體的內能 第 10章 氣體動理論 在溫度為 T 的平衡態(tài)下，物質分子的每一個自由度都具有相同的平均動能，等于 。 kT21分子的平均總動能 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 理想氣體的內能 第 10章 氣體動理論 三、理想氣體的內能 模型 分子間無相互作用 無相互作用勢能 剛性分子 無振動自由度 剛性分子理想氣體內能 1 mol m o l A 22iiE N k T R T??RTiMmE2?分子平均動能之和 m / M mol 內能的改變量 TRiMmE ??? 2結論： 理想氣體的內能是溫度的單值函數(shù)。 167。 105 能量均分定理 理想氣體的內能 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