(本科）物理学第七版12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律.ppt

课程主讲人：物理学第七版12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律第十二章第十二章 气体动理论气体动理论212-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版实验装置实验装置一一 测定气体分子速率分布的实验测定气体分子速率分布的实验llvv2lHg金属蒸气金属蒸气显示屏显示屏狭狭缝缝接抽气泵接抽气泵第十二章第十二章 气体动理论气体动理论312-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版分子速率分布图分子速率分布图N: 分子总数分子总数)/(vNNovvvvSN : 间的分子数间的分子数. vvv表示速率在表示速率在 区间区间的分子数占总数的百分比的分子数占总数的百分比 .NNSvvv第十二章第十二章 气体动理论气体动理论412-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版v)(vfoSfNNdd)(dvvvvvvvvdd1lim1lim)(00NNNNNNf分布函数分布函数vvv dSd第十二章第十二章 气体动理论气体动理论512-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版 表示速率在表示速率在 区间的分区间的分子数占总分子数的百分比子数占总分子数的百分比.vvvd 物理意义物理意义 表示在温度为表示在温度为 的平衡状态下，速的平衡状态下，速率在率在 附近附近单位速率区间的分子数占总单位速率区间的分子数占总数的百分比数的百分比 .vT 的物理意义：的物理意义：vvf)d()(vf第十二章第十二章 气体动理论气体动理论612-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版v)(vfo1vS2vvv d)(dNfN 速率在速率在 内的分子数：内的分子数：vvvdvvvvd)(21fNN速率位于速率位于 区间的区间的分子数：分子数：21vv 21( )dNfNvvvv速率位于速率位于 区间的区间的分子数占总数的百分比：分子数占总数的百分比：21vv 第十二章第十二章 气体动理论气体动理论712-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版22232e)2(4)(vvvkTmkTmf麦氏麦氏分布函数分布函数二二 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律v)(vfo速率分布曲线图速率分布曲线图第十二章第十二章 气体动理论气体动理论812-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版三三 三种统计速率三种统计速率pv（1）最概然速率最概然速率0d)(dpvvvvfmkTmkT41. 12pvv)(vfopvmaxf根据分布函数求得根据分布函数求得第十二章第十二章 气体动理论气体动理论912-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版kNRmNMAA, 气体在一定温度下分布在最概然速气体在一定温度下分布在最概然速率率 附近单位速率间隔内的相对分子数附近单位速率间隔内的相对分子数最多最多.pv物理意义物理意义MRT41. 1pvMRTmkT41. 12pv第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1012-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版NNNNNnniidddd2211vvvvv（2）平均速率平均速率vNNfNNN00d)(dvvvvvmkTf8d)(0vvvvMRTmkT60. 18vovf(v)第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1112-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版（3）方均根速率方均根速率2vMRTmkT73. 132vNNfNNN02022d)(dvvvvvmkT /32v第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1212-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版MRTmkT332rmsvv2pvvvMRTmkT60. 160. 1vMRTmkT22pv三种速率的比较三种速率的比较第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1312-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版 同一温度下不同同一温度下不同气体分子的速率分布气体分子的速率分布2H2OpOvpHvv)(vfo N2 分子在不同温度分子在不同温度下的速率分布下的速率分布1300 KT p1vp2v21 200 KT v)(vfo第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1412-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版vvvvpd)(Nf（1）pd)(212vvvv Nfm（2） 1 已知分子数已知分子数 ，分子质量，分子质量 ，分布函，分布函数数 . 求求 :（1） 速率在速率在 区间的分区间的分子数；子数；（2）速率在速率在 区间所有分子区间所有分子动能之和动能之和 . vv p)(vfNmpv解解讨论讨论第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1512-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版 3 如图所示两条如图所示两条 曲线分别表示曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线，布曲线， 从图上数据求出两气体最概然速率从图上数据求出两气体最概然速率.vv )( f)(vf1/(ms )v2 000o第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1612-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律物理学第七版mkT2pv)O()H(22mm)O()H(2p2pvv-1p2(H )2 000 m sv4232)H()O()O()H(222p2pmmvv-1p2(O )500 m sv解解第十二章第十二章 气体动理论气体动理论17物理学第七版本章目录本章目录选择进入下一节：选择进入下一节：12-1 12-1 平衡态平衡态 理想气体物态方程理想气体物态方程 热力学热力学 第零定律第零定律12-2 12-2 物质的微观模型物质的微观模型 统计规律性统计规律性12-3 12-3 理想气体的压强公式理想气体的压强公式12-4 12-4 理想气体分子的平均平动动能与温理想气体分子的平均平动动能与温 度的关系度的关系12-0 12-0 教学基本要求教学基本要求第十二章第十二章 气体动理论气体动理论18物理学第七版本章目录本章目录选择进入下一节：选择进入下一节：12-5 12-5 能量均分定理能量均分定理 理想气体的内能理想气体的内能12-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律* 12-7 12-7 玻耳兹曼能量分布律玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式等温气压公式 12-8 12-8 分子的平均碰撞频率和平均自由程分子的平均碰撞频率和平均自由程* 12-9 12-9 气体的迁移现象气体的迁移现象* 12-10 12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程实际气体的范德瓦耳斯方程