高二物理竞赛系统的状态参量描述课件.pptx

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1、1系统的状态参量描述2 物态方程物态方程: 理想气体平衡态宏观参量间的理想气体平衡态宏观参量间的函数关系函数关系 .理想气体宏观定义理想气体宏观定义: 遵守三个实验定律的气体遵守三个实验定律的气体.3123AKJ 1038. 1/NRkk 称为玻耳兹曼常量称为玻耳兹曼常量.n =N/V，为气体分子数密度，为气体分子数密度.理想气体物理想气体物态方程二态方程二nkTp Nmm mNMA4如果物体如果物体 A 和和 B 分别与物体分别与物体 C 处于热平处于热平衡的状态，那么衡的状态，那么 A 和和 B 之间也处于热平之间也处于热平衡衡.5实际气体实际气体COCO2 2的等温线的等温线 范德瓦耳斯

2、等温线范德瓦耳斯等温线 48.1 31.1 2113p/105Pa液液汽共存气ACB73.246.52.17 10-3比容v/(m3/kg)汽pOV4813CBAAB理想气体适用范围：理想气体适用范围：温度不太低、压强不太大温度不太低、压强不太大. .范德瓦尔斯方程范德瓦尔斯方程：RTbVVap+)(26 分子有单原子分子、双原子分子、多分子有单原子分子、双原子分子、多原子分子和千万个原子构成的高分子原子分子和千万个原子构成的高分子.不同结构的分子其尺度不一样不同结构的分子其尺度不一样例例 标准状态氧分子标准状态氧分子直径直径 m10410d分子间距分子间距分子线度分子线度1070m109Fr

3、时0rr 当当 时，分子力时，分子力主要表现为斥力；当主要表现为斥力；当 时，分子力主要表现为引时，分子力主要表现为引力力.0rr 0rorFm10100r分子力分子力8 利用扫描隧道利用扫描隧道显微镜技术把一个显微镜技术把一个个原子排列成个原子排列成 IBM 字母的照片字母的照片. 对于由大量分子组成的热力学系统从对于由大量分子组成的热力学系统从微观上加以研究时微观上加以研究时, , 必须用统计的方法必须用统计的方法.9 热运动：大量实验事实表明分子都在作热运动：大量实验事实表明分子都在作永不停止的无规运动永不停止的无规运动 .例例 常温和常压下的氧分子常温和常压下的氧分子-1107s10m

4、10z-1sm450v10设设 为第为第 格中的粒子数格中的粒子数iNi1iiiiNN归一化条件归一化条件 iiNN粒子总数粒子总数概率概率 粒子在第粒子在第 格中出格中出现的可能性大小现的可能性大小iNNiNi lim11（1）分子可视为质点；分子可视为质点； 线度线度间距间距 ， ； m1010dm109r （2）除碰撞瞬间除碰撞瞬间, , 分子间无相互作用力；分子间无相互作用力； （4）分子的运动遵从经典力学的规律分子的运动遵从经典力学的规律 . （3）弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；rd 12 设设 边长分别为边长分别为 x、y 及及 z 的的长方体

5、中长方体中有有 N 个全同的质量为个全同的质量为 m 的气体分子，计的气体分子，计算算 壁面所受压强壁面所受压强.1A13xvmxvm-2Avoyzxyzx1Avyvxvzvo14热动平衡的统计规律（热动平衡的统计规律（ 平衡态平衡态 ）VNVNndd（1）分子按位置的分布是均匀的分子按位置的分布是均匀的. 大量分子碰撞的总效果大量分子碰撞的总效果 ：恒定的、持续：恒定的、持续的力的作用的力的作用. 单个分子碰撞特性单个分子碰撞特性 ：偶然性：偶然性 、不连续性、不连续性.15222231vvvvzyx各方向运动各方向运动概概率均等率均等iixxN221vv 方向速度平方的平均值方向速度平方的平均值x（2）分子各方向运动概率均等分子各方向运动概率均等.0zyxvvv各方向运动概率均等各方向运动概率均等kjiiziyixivvvv+分子运动速度分子运动速度