氣體動(dòng)理論ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-04 03:23本頁(yè)面
【正文】 kk T T k???? 或 者21 2k mv? ? 是 分 子 平 均 平 動(dòng) 動(dòng) 能1） 溫度的統(tǒng)計(jì)意義 氣體溫 度是氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能的量度。 是大量分子運(yùn)動(dòng)的宏觀量度。 說明： 3）熱力學(xué)第三定律： 不可能使一個(gè)物體冷卻到絕對(duì)零度（ 0K）的溫度。 ___ 32 23kkk T T k???? 或 者2） 只要溫度相同，不同氣體的平均平動(dòng)動(dòng)能相等。 （分子具有永不停止地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)） （ A）溫度相同、壓強(qiáng)相同。 （ B）溫度、壓強(qiáng)都不同。 （ C）溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng) . （ D）溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng) . n kTp ?解 TmkkTVN ???)He()N( 2 mm ?? )He()N( 2 pp ??例： 一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?，分子平均平?dòng)動(dòng)能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則它們 例 理想氣體體積為 V ，壓強(qiáng)為 p ，溫度為 T ,一個(gè)分子 的質(zhì)量為 m ， k 為玻爾茲曼常量， R 為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為： kTpVnVN ??n k Tp ?解 23 kT k ??167。 7 理想氣體的熱力學(xué)能 一 . 自由度 決定一個(gè)物體的位置所需要的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目 舉例： ?質(zhì)點(diǎn)在三維空間運(yùn)動(dòng)。 3i ?X Y Z o 三個(gè)獨(dú)立坐標(biāo) : 剛體的運(yùn)動(dòng)分解為質(zhì)心的平動(dòng)和繞通過質(zhì)心的軸的轉(zhuǎn)動(dòng) ② 剛體 確定一個(gè)剛體位置要 三個(gè)平動(dòng) 自由度、 三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng) 自由度共計(jì)六個(gè)自由度 3 ?（ ） 用 一 個(gè) 獨(dú) 立 的 坐 標(biāo) ， 如 決 定 剛 體 繞 此 軸 的 角 度 。? ?2 ??（ ） 兩 獨(dú) 立 坐 標(biāo) ， 如 ， 決 定 轉(zhuǎn) 軸 方 位 。2 2 2c os c os c os 1? ? ?? ? ?1 x y z（ ） 用 三 個(gè) 坐 標(biāo) 、 、 決 定 質(zhì) 心 位 置 。6i ?剛體的自由度： 氣體分子的自由度 理想氣體的 剛性分子 A：?jiǎn)卧臃肿?3個(gè)自由度 B：雙原子分子 決定質(zhì)心 3個(gè)自由度 確定轉(zhuǎn)軸方位 2個(gè)自由度 ( , , )? ? ? 中 的 兩 個(gè)5i ?X Y Z C C：多原子分子 6個(gè)自由度 視為剛體 X Y Z c 一般來說 二 . 能量均分定理 單原子分子的平均平動(dòng)動(dòng)能 ___21322k m v k T? ??_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _2 2 2 213x y zv v v v? ? ?____ _ _ _ _ _ _ _2 2 2 21 1 1 1 1()2 2 2 3 2x y zm v m v m v m v? ? ?1 3 1()3 2 2k T k T??_ _ _ _ _ _ _ _2221 1 1 12 2 2 2x y zm v m v m v k T? ? ?每一個(gè) 平動(dòng) 自由度所對(duì)應(yīng)的 分子動(dòng)能 12kT12kT能量均分定理： 在溫度為 T的熱平衡狀態(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 12kT對(duì)應(yīng)每一個(gè)自由度，就有對(duì)應(yīng)的一份能量 ? ?12 t r s k T?? 。非剛性分子平均總動(dòng)能： 非 剛性 雙 原子分子 1m2m* C yzx2i t r s? ? ? 自由度數(shù)目 平動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng) 振動(dòng) 注意： 對(duì)應(yīng)分子的一個(gè)振動(dòng)自由度，除有一份振動(dòng)的動(dòng)能外，還有一份平均勢(shì)能 。 12skT分子的平均總能量 : ___ 1( 2 )2 t r s k T? ? ? ?單 原 子 分 子雙 原 子 分 子多 原 子 分 子33 , 0 02t r s k T?? ? ? ?則53 , 2 02t r s k T?? ? ? ?則63 , 3 02t r s k T?? ? ? ?則一 般 情 況 下 ， 氣 體 分 子 視 為 剛 性 分 子 ， 不 考 慮 振 動(dòng)12i kT? ? 2i t r s? ? ?三 . 理想氣體的熱力學(xué)能 物質(zhì)內(nèi)能 分子各自由度的動(dòng)能 分子內(nèi)原子間相互作用勢(shì)能 分子之間相互作用勢(shì)能 剛性理想氣體的內(nèi)能： 1 22AA iim ol U N N k T R T?? ? ?理 想 氣 體 內(nèi) 能, 2mim M U R TM?質(zhì) 量 為 摩 爾 質(zhì) 量 為 的 理 想 氣 體 內(nèi) 能內(nèi)能是態(tài)函數(shù)。 2miT U R TM? ? ? ?系 統(tǒng) 溫 度 變 化 ， 內(nèi) 能 變 化 為即為所有分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能之和。 ? ?122 it r k T k T? ? ? ?1100 v m s ???例 ： 儲(chǔ) 有 氧 氣 的 容 器 以 速 度 運(yùn) 動(dòng) ， 假 設(shè) 該 容 器 突 然停 止 ， 問 容 器 中 氧 氣 的 溫 度 將 會(huì) 上 升 多 少 ？烈程度，與機(jī)械僅反映不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇解：在容器運(yùn)動(dòng)時(shí)， T221 Mv機(jī)械能止時(shí)，氣體定向運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，容器突然停即內(nèi)能，使溫度升高。轉(zhuǎn)為分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能，21 22miU R T m vM? ? ? ?氣 體 內(nèi) 能 增 量5i ?對(duì)雙原子分子2 3 23 2 1 0 ( 1 0 0 )7 . 75 5 8 . 3 1MvTkR???? ? ? ??
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