(9.2.2)--9-1-2理想气体的压强和温度.pdf

第 9 章-气体动理论9.1 平衡态9.2 温度的概念9.3 理想气体的温标9.4 理想气体状态方程9.7 能量均分定理第9章 气体动理论 的内容9.5 理想气体的压强9.6 温度的微观意义9.8 麦克斯韦速率分布律9.9 气体分子的无规则运动9.5 理想气体的压强本节将运用统计方法，导出平衡态下理想气体压强统计表达式.1.理想气体的微观模型1）分子本身的大小比起它们之间的平均距离可忽略不计；2）分子不停地运动，分子间以及与器壁的碰撞是完全弹性的，单个分子的运动遵从经典力学；3）除碰撞瞬间，分子之间的作用力可忽略不计.2.平衡态下理想气体分子运动的统计假设1）分子在容器中的空间分布平均来说是均匀的，分子数密度：VNVNn=dd0 xyzvvv=222231vvvvzyx=分子运动的统计规律：2222vvvvzyx=+vxvyvzv标准状态下，1cm3的空气中有2.7 1019个分子。若dV=10-15m3，则dV 内有2.71010个分子。2）具有相同速率的分子，向各个方向运动的平均分子数相等.即，大量气体分子沿各方向的运动几率完全相等.一个分子x方向动量的变化：ixixmvp2=分子施于器壁的冲量：ixmv2两次碰撞的时间间隔：ixvx2单位时间内与器壁A碰撞次数：xvix23.理想气体压强公式的推导单个分子单位时间施于器壁的冲量：xmvxvmvixixix222=单位时间内N个分子对器壁的总冲量，即平均冲力：2222xiixiixiixvxNmNvxNmvxmxmvF=yzxivixvmixvm-0A2xvxyzNmyzFP=理想气体对器壁的压强为：由关系式：2231;vvxyzNVNnx=tnvnmP32312=221vmt=定义分子平均平动动能：得压强公式：注意：分子本身的转动和振动对气体压强没有贡献。宏观状态参量压强是分子平均平动动能这一微观量的统计平均值的体现.9.6 温度的微观意义由nkTP=kTt23=tnP32=温度公式注意：温度反映的是分子的无规则运动的剧烈程度2）温度是统计量，是分子平均平动动能的量度，单个分子的温度无意义；3）温度与热力学系统的整体运动无关.是相对系统质心参考系的.t1.温度的表达式1）温度是宏观状态参量，只适于平衡态；2.方均根速率由得到:方均根速率例 9-1 求 273K时，氢气和氧气分子的平均平动动能和方均根速率.kTvmt23212=mol233MRTmkTv=J1065.52321=kTtm/s1061.43 m/s;1084.132o2o3H2H2222=MRTvMRTv解：平均平动动能