【正文】 一個分子對器壁碰撞的沖量。 第二步：一組分子對器壁碰撞的沖量。 ?????02ixvixiii d t dsmvndIdI2022/4/8 30 第四步：考慮整個氣體對器壁的壓強。 推導： P = n k T ?np 32?kT23??五、溫度 （ Temperature） 的微觀本質： 重點 分子的方均根速率 （ Rootmeansquare speed） ： MRTmkTv 332 ?? )2123( 2mvkT ?? ?? 和2022/4/8 33 （ A）溫度相同、壓強相同。 （ C）溫度相同，但氦氣的壓強大于氮氣的壓強 . （ D）溫度相同，但氦氣的壓強小于氮氣的壓強 . 一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同，分子平均平動動能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則它們 討 論 2022/4/8 34 例 在一密閉容器內，儲有 A、 B、 C三種理想氣體， A氣體的分子數(shù)密度為 n1，它產生的壓強為P1， B氣體的分子數(shù)密度為 2n1， C氣體的分子數(shù)密度為 3n1，則混合氣體的壓強為 （ A） 3P1 （ B） 4P1 （ C） 5P1 （ D） 6P1 解 = n1kT + 2n1kT + 3n1kT P = P1 + P2 + P3 = 6 n1kT = 6P1 2022/4/8 35 例題 :一個容器內儲有氧氣，其壓強為 Pa，溫度為 27℃ ，計算 :(1)氣體分子數(shù)密度；（ 2）氧氣的密度；（ 3）分子平均平動動能； 解 : )( 0 325235?? ???????kTpn(1) (2) nm?? mNMA? ANMm ?)mkg(301 323325?????????? .NnMρA(3) ( J )10216300103812323 2123k ?? ??????? ..kT? ?2022/4/8 36 理想氣體狀態(tài)方程： 分子運動的基本概念： 重點 理想氣體的微觀模型： 重點 n k Tp ? 小 結 RTMmpV ?理想氣體壓強公式： 重點、掌握統(tǒng)計意義。 kT23?? MRTmkTv 332 ??2022/4/8 37 2022年榮獲諾貝爾物理學獎。 奧伊 格拉布爾 (Roy J. Glauber) １９６３年，格勞伯在 《 物理評論通 訊 》 期刊上發(fā)表研究論文，創(chuàng)造性地 提出了 “ 相干性量子理論 ” ，被稱為 “ 量子光學之父 ” ，第一次將愛因斯坦 的量子論用在光學領域 。 主要貢獻： 物 理 學 史 介 紹： 美國物理學家 (科羅拉多大學 ) 。他們的研究 “ 可以應用于更 加精確地測量頻率，高精度的鐘表以 及全球定位系統(tǒng)。 2022/4/8 39 2022年榮獲諾貝爾物理學獎。 特奧多爾 漢什 (Theodor W. H228。他們的研究 “ 可以應用于更 加精確地測量頻率，高精度的鐘表以 及全球定位系統(tǒng)。 2022/4/8 40 作業(yè)： P206頁 習題： 第 77題。 2022/4/8 41 問題 2: 對汽車輪胎打氣，使之達到所需要的壓強。由此可推斷， T=0K(即－ 273℃) 時，分子將停止運動。 ?問題 1: 試用氣體的分子熱運動理論說明為什么大氣中氫 的含量極少 ? 2022/4/8 42 167。 掌握能量按自由度均分定理。 2022/4/8 43 一、自由度 (Degree of freedom) ： (力學 )定義：確定物體的空間位置所需要的獨立坐標參量數(shù)。 (2) 實際上，雙原子、多原子分子并不完全是剛性的，還 有振動自由度。Mm RTiRTiMmE2239。 ???2022/4/8 52 例 兩種氣體自由度數(shù)目不同，溫度相同，摩爾數(shù) 相同，下面那種敘述正確； （ A） 它們的平均平動動能、平均動能、內能都相同； （ B） 它們的平均平動動能、平均動能、內能都不同； （ C） 它們的平均平動動能相同，而平均動能和內能 不同； （ D） 它們的內能相同，而平均平動動能和平均動能 都不相同； 2022/4/8 53 例 設有一恒溫容器，其內儲有某種理想氣體，若容器發(fā)生緩慢漏氣， 問 (1)氣體的壓強是否變化？為什么？ (2)容器內氣體分子的平均平動動能是否變化？ 為什么？ (3)氣體的內能是否變化？為什么？ 解 : ???? PRTPV ??(1) 不變?? ,23k kT??(2) ???? ERTiE ??2(3) 2022/4/8 54 2: 若盛有某種理想氣體的容器漏氣，使氣體的壓強和分子數(shù)密度各減為原來的一半，氣體的內能和分子平均動能是否改變？為什么？ 1: 兩瓶不同種類的理想氣體，它們的溫度和壓強相同，但體積不同。 2022/4/8 55 例：試指出下列各式所表示的物理意義： RTiMmRTikTikTkTkT2)6(2)5(2)4()3(23)2(21)1(2022/4/8 56 例 :理想氣體系統(tǒng)由氧氣組成，壓強 P =1atm， 溫度 T = 27oC。 解 :（ 1） 根據(jù) n k Tp ?kTpn ?30010381100131235?????.. ? ?32510452 ??? m.（ 2） kT23?平?kTTk ?? 22轉?? ?J. 2110216 ???? ?J. 2110144 ???（ 3） ? ?轉平 ?? ?? nE ? ?J.510542 ??2022/4/8 57 例： 在一個以勻速率 v 運動的容器中 ,盛有分子質量為 m 的某種單原子理想氣體 ,若使容器突然停止運動 ,則氣體狀態(tài)達到平衡后 ,其溫度的增量 ?T = ? 解： 容器突然停止運動后，氣體宏觀定向運動的動能轉化為 分子無規(guī)則熱運動能量，因而溫度升高 . 由能量守恒得 TRmN A ??2321 2 ???kmTkNRA 32??????2022/4/8 58 例題 :在容積為 m3 的容器中，有內能為 J的剛性雙原子分子理想氣體。 解 : （ 1） RTMmpV ? RTiMmE2?( P a) 532???? ???? ?iV Ep（ 2） p n k T?VNn ?53 222 23 10 10 10 ( K) 10 10p pVTnk N k??? ? ?? ? ? ? ?? ? ?2 3 2 2 133 1 . 3 8 1 0 3 . 6 2 1 0 7 . 4 9 1 0 ( J )22kT???? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?2022/4/8 59 解：氧氣定向運動的動能為 221 mv內能增量為 TRMmE ??? 25氧氣的質量 氧氣的摩爾質量 m o lkgM / 2???由題意，有 TRMmmvE ????? 25%8021 2KT ????例題 容積為 的容器儲有 氧氣，以 的速度運動，設容器突然停止，其中氧氣的 的機械運動的動能轉化為氣體分子熱運動動能。 31m mol1 smv /10?%80當容器體積不變時，由理想氣體狀態(tài)方程得 PaTVRp ???? ?2022/4/8 60 能量按自由度均分定理 。 重點 kTrtE )(21 ?? 理想氣體的內能為： RTiRTiMmE22 ???小 結 2022/4/8 61 Johannes Diderik Van der waals(18371923) 1910年榮獲諾貝爾物理學獎。 對氣體和液體狀態(tài)方程 的研究 . RTMbMVV aMp ??? ??? ))(( 2222022/4/8 62 物 理 學 前 沿 介 紹： 21世紀科技 10大難題之一： 對核聚變的研究現(xiàn)在面臨三個難題？ （ l） 超高溫問題。怎么 才能研制出能耐與太陽表面溫度相同的 超高溫材料 呢？ （ 2）磁力封閉問題。這就需要使用超導磁石的強大磁場。 以氫氦為燃料的核聚變，有 大量高速中子被釋放。 那么，能否找到一種 不會劣化的優(yōu)質材料 呢？ 2022/4/8 63 作業(yè)： P206頁 習題： 第 710題、 第 711題、 第 713題 預習： 167。 2022/4/8 64 167。 掌握分子速率的三種統(tǒng)計平均值。s1 % 速率區(qū)間 /m 2022/4/8 67 ? 速率分布函數(shù)的意義 ：用統(tǒng)計的說明方法，指出在總數(shù)為 N 的分子中，在各種速率區(qū)間的分子各有多少，或它們各占分子總數(shù)的百分比多大，這種說明方法就給出分子按速率的分布 . 為速率在 區(qū)間的分子數(shù) . N? vvv ???表示速率在 區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比 . NN? vvv ???vv ??