高二物理竞赛气体动理论课件.pptx

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1、1气体动理论2 研究对象研究对象 热运动热运动: 构成宏观物体的大量微观粒子构成宏观物体的大量微观粒子的永不休止的无规则运动的永不休止的无规则运动. 热现象热现象: 与温度有关的物理性质的变化与温度有关的物理性质的变化.研究对象特征研究对象特征 单个单个分子分子: 无序、具有偶然性、遵循力无序、具有偶然性、遵循力学规律学规律.整体整体( (大量分子大量分子) ): 服从统计规律服从统计规律 .3 宏观宏观量量: 表示大量分子集体特征的物理表示大量分子集体特征的物理量量( (可直接测量可直接测量) )，如，如 p，V，T 等等. 微观微观量量: 描述个别分子运动状态的物理描述个别分子运动状态的物

2、理量量( (不可直接测量不可直接测量) )，如分子的，如分子的m ， 等等.v宏观宏观量量微观微观量量统计平均统计平均4 研究方法研究方法1 热力学热力学 宏观宏观描述描述2 气体动理论气体动理论 微观微观描述描述5 小球在伽尔小球在伽尔顿板中的分布规顿板中的分布规律律 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 统计规律统

3、计规律 当小球数当小球数 N 足够大足够大时小球的分布具有统计时小球的分布具有统计规律规律. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7涨落现象是统计规律的基本特征之一涨落现象是统计规律的基本特征之一单个小球的运动服从力学规律，大量小球按单个小球的运动服从力学规律，大量小球按槽的分布服从统计规律槽的分布服从统计规律. . 涨落涨落：多次重复实验，每次实验结果与多次实验结：多次重复实验，每次实验结果与多次实验结果的平均值都有一定的偏差，这种偏差就

4、是单果的平均值都有一定的偏差，这种偏差就是单个的偶然事件相对统计规律的涨落个的偶然事件相对统计规律的涨落. .8* 概率和统计平均值概率和统计平均值统计规律统计规律: 大量偶然事件整体所表现出的规律.概率概率第第i个事件发生的总次数与全部事件发生的总次数的比个事件发生的总次数与全部事件发生的总次数的比值称为第值称为第i个事件发生的概率，即个事件发生的概率，即定义：定义：概率分布满足归一化条件：概率分布满足归一化条件：NNPii1iP9x x 统计平均值：统计平均值：算术平均值的极限算术平均值的极限. .随机变量：随机变量：某一物理量某一物理量M M 在一定条件下的可能取值在一定条件下的可能取值

5、M M1 1 、M M2 2、M M3 3 ， ，称为随机变量，称为随机变量. .若随机变量若随机变量M Mi i出现的概率为出现的概率为P Pi i，则其统计平均值为，则其统计平均值为 iiiMPMn21nn2211NNNNxNxNxx+LLiiiNNxSSiiPxS10系统系统：孤立系统孤立系统：封闭系统封闭系统：开放系统开放系统：热力学的研究对象称为热力学系统，简称系统热力学的研究对象称为热力学系统，简称系统. . 与外界没有任何相互作用的系统与外界没有任何相互作用的系统. .有能量交换，无物质交换有能量交换，无物质交换. .既有能量交换，又有物质交换既有能量交换，又有物质交换. .热力

6、学系统热力学系统11一一 气体的物态参量气体的物态参量( (宏观量宏观量) )TVp, 1 压强压强 ： 力学力学描述描述p 单位单位: 2mN 1Pa 1Pa 1001. 1atm 15 标准大气压标准大气压: 纬度海平面处纬度海平面处, 时的时的大气压大气压.45C0 2 体积体积 : 几何几何描述描述l 10m 133V单位单位: 12 3 温度温度 : 热学热学描述描述TtT+273单位单位: ( (开尔文开尔文) ).K二二 平衡态平衡态 一定量的气体，一定量的气体，在不受外界的影响下，在不受外界的影响下，经过一定的时间，系统达到一个稳定的宏观经过一定的时间，系统达到一个稳定的宏观性

7、质不随时间变化的状态称为平衡态性质不随时间变化的状态称为平衡态.13TVp,TVp,真真 空空 膨膨 胀胀pVo),(TVp),(TVp14平衡态的特点平衡态的特点),(TVppV),(TVpo( (1) )单一性单一性 ( (p，T 处处相等处处相等) )；( (2) )物态的物态的稳定性稳定性 与时间无关；与时间无关；( (3) )自发过程的终点；自发过程的终点；( (4) )热动平衡热动平衡( (有别于力平衡有别于力平衡) ).1511KmolJ 31.8R摩尔气体常量摩尔气体常量222111TVpTVp对一定质量的对一定质量的同种气体同种气体RTMmRTpV理想气体物理想气体物态方程一态方程一mmM 系统总质量，系统总质量， 摩尔质量，摩尔质量， 单个分子质量单个分子质量