热平衡的统计分布.ppt

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1、热平衡的统计分布热平衡的统计分布现在学习的是第1页，共34页实验装置实验装置金属蒸汽金属蒸汽显显示示屏屏狭狭缝缝接抽气泵接抽气泵(1)(1)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 1920年，史特恩做了一个实验，验证了麦克斯韦速率年，史特恩做了一个实验，验证了麦克斯韦速率分布定律。分布定律。现在学习的是第2页，共34页OV相相对对粒粒子子数数粒子速率分布实验曲线粒子速率分布实验曲线气体速率分布实验曲线气体速率分布实验曲线现在学习的是第3页，共34页 （2 2）麦克斯韦分子速率分布定律）麦克斯韦分子速率分布定律:速率在速率在 之之间间的分子数占的分子数占总总分子数的百分率。分子数的

2、百分率。设一定量的气体，分子总数为设一定量的气体，分子总数为 ，速率在，速率在 之间的分子数为之间的分子数为 。那么。那么:（一个分子在（一个分子在 速率区间出现的几率）。速率区间出现的几率）。：表示分子在：表示分子在 附近附近单单位速率区位速率区间间内的分布几率内的分布几率用用 表示，即：表示，即：现在学习的是第4页，共34页叫麦克斯叫麦克斯韦韦速度分布函数。速度分布函数。1）几率）几率 速率位于速率位于 内分子数内分子数热力学温度热力学温度单个分子的质量单个分子的质量玻尔兹曼常量玻尔兹曼常量说明：说明：现在学习的是第5页，共34页 速率位于速率位于 区间的分子数占总数的百分比区间的分子数占

3、总数的百分比 速率位于速率位于 区间内分子数区间内分子数:若若 和和 比较接近，则比较接近，则2 2）归归一化条件一化条件表示：表示：速率在速率在 之之间间的分子数占的分子数占总总分子数的分子数的100100。现在学习的是第6页，共34页由由 求得：求得：意义：意义：对温度对温度 的一定量气体，分子速率的一定量气体，分子速率 附近的单位附近的单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大。速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大。与与 极大极大值值相相对应对应的速率叫最可几速率的速率叫最可几速率（3）三种速率A.最可几速率（最概然速率）最可几速率（最概然速率）现在学习的是第7页，共34页 由由

4、求平均求平均值值：B.平均速率平均速率C.方均根速率方均根速率现在学习的是第8页，共34页计算一个与速率有关的物理量计算一个与速率有关的物理量 g(v)的统计平均值的统计平均值的公式：的公式：讨论讨论 1）统计量的平均值）统计量的平均值现在学习的是第9页，共34页2）三种速率比较）三种速率比较 现在学习的是第10页，共34页 同一温度下不同同一温度下不同气体的速率分布气体的速率分布 同一种分子（同一种分子（如如N2）在不同温度下的速）在不同温度下的速率分布率分布现在学习的是第11页，共34页 3）麦克斯韦速率分布中最概然速率麦克斯韦速率分布中最概然速率 的概念的概念 下面哪种表述正确？下面哪种

5、表述正确？（A）是气体分子中大部分分子所具有的速率是气体分子中大部分分子所具有的速率.（B）是速率最大的速度值是速率最大的速度值.（C）是麦克斯韦速率分布函数的最大值是麦克斯韦速率分布函数的最大值.（D）速率大小与最概然速率相近的气体分子的比速率大小与最概然速率相近的气体分子的比 率最大率最大.现在学习的是第12页，共34页 自由程自由程：分子两次相邻碰撞之间自由通过的路分子两次相邻碰撞之间自由通过的路程程.二、气体分子的碰撞二、气体分子的碰撞 13现在学习的是第13页，共34页 分子分子平均碰撞次数平均碰撞次数：单位时间内一个分子和其它：单位时间内一个分子和其它分子碰撞的平均次数分子碰撞的平

6、均次数.分子分子平均自由程平均自由程：每两次连续碰撞之间，一个分：每两次连续碰撞之间，一个分子自由运动的平均路程子自由运动的平均路程.14现在学习的是第14页，共34页简化模型简化模型 (1)分子为刚性小球分子为刚性小球.(2)分子有效直径为分子有效直径为 （分子间距平均值）（分子间距平均值）.(3)其它分子皆静止，某分子以平均速率其它分子皆静止，某分子以平均速率 相对其他分子运动相对其他分子运动.15现在学习的是第15页，共34页单位时间内平均碰撞次数：单位时间内平均碰撞次数：16现在学习的是第16页，共34页 考虑其它分子的运动考虑其它分子的运动，分子平均碰撞次数分子平均碰撞次数17现在学

7、习的是第17页，共34页 平均自由程平均自由程 T 一定时一定时 p 一定时一定时18现在学习的是第18页，共34页 例例 试估计下列情况下空气分子的平均自由程试估计下列情况下空气分子的平均自由程:（1）273 K、1.013 时时；（空气分子有效直径（空气分子有效直径 ）解解19现在学习的是第19页，共34页 在标准状态下，多数气体平均自由程在标准状态下，多数气体平均自由程 10-8m，只有，只有氢气约为氢气约为10-7m。一般。一般d10-10m，故，故 d。可求得平均。可求得平均碰撞次数碰撞次数109/秒。秒。P 1.013105 1.33102 1.33 1.3310-2 1.3310

8、-4 610-8 510-5 510-3 0.5 50(m)20现在学习的是第20页，共34页三、玻耳兹曼能量分布定律三、玻耳兹曼能量分布定律(1)(1)等温气压公式等温气压公式(非均匀的稳定分布非均匀的稳定分布)zz+dz设设气体的气体的压压强强随高度随高度变变化的函数关系化的函数关系为为如如图图薄柱体薄柱体得得 现在学习的是第21页，共34页 不随高度不随高度 改改变时变时，故上式可写，故上式可写为为对对上式上式积积分后得分后得取某地点（如地面）高度取某地点（如地面）高度为为 ，令，令该处该处的的此式称此式称为为等温气等温气压压公式。在公式。在实际应实际应用中，等温气用中，等温气压压公式常

9、公式常倒地来写成：倒地来写成：标标高。高。等温气压公式等温气压公式现在学习的是第22页，共34页什么是高压氧（什么是高压氧（HBO）？）？HBO(hyperbaric oxygen，HBO)是机体处于高于一个大气压的环境里吸入100的氧治疗疾病的过程叫高压氧治疗四、高压氧疗四、高压氧疗现在学习的是第23页，共34页高压氧与常压氧（普通氧）有什么区别？高压氧与常压氧（普通氧）有什么区别？正常情况下，我们把氧气吸入肺中，再由血中的红细胞将氧气运至全身各部。当所有血红蛋白都携带氧后，再吸入更多的氧，血液中的氧气含量也不会发生大的变化。那么，如果此时病人仍然缺氧怎么办呢？可以用增加血中物理溶解氧的方法

10、解决病人缺氧问题。气体在液体中的溶解度随着压力的升高而增加。在高压下（高压氧舱中）吸氧，可以使病人血中氧的溶解含量明显增加。在一定压力下，如果把病人体内的血红蛋白统统去除，仅靠血液中的溶解氧，就可以满足病人机体代谢的需要了。现在学习的是第24页，共34页常压吸氧与高压吸氧有何不同？基本上有三点不同：1）吸氧压力不同。常压下吸氧是病人在一个大气压条件下，用鼻塞、鼻导管、面罩、气管插管或人工呼吸机等方法吸氧。高压下吸氧则要求病人在一个特制的高压氧舱内，在高于一个大气压的环境下吸高浓度的氧。2）吸氧浓度不同。常压下吸氧，氧的浓度一般在2555之间，高压氧下氧浓度在8599以上。3）获得的疗效不同。高

11、压下吸氧可使吸氧者的血氧含量比常压下吸氧增加数倍以至数十倍，因此，高压下吸氧对疾病的治疗效果，是常压下吸氧所达不到的。现在学习的是第25页，共34页高压氧治疗疾病的原理高压氧治疗疾病的原理一、压力作用二、血管收缩作用三、抗菌作用四、HBO增加某些抗生素的抗菌作用五、清除作用六、增加机体的氧含量现在学习的是第26页，共34页一、压力作用：体内的气泡在压力升高时，利于气泡溶解在血液中。二、血管收缩作用：高压氧有肾上腺素样的作用使血管收缩，减少局部的血容量，利于脑水肿，烧伤或挤压伤后的水肿减轻。需注意的是，虽然局部的供血减少，但通过血液带入组织的氧量却是增加的。三、抗菌作用：氧本身就是一种广普抗生素

12、，它不仅抗厌氧菌，也抗需氧菌。现在学习的是第27页，共34页四、HBO增加某些抗生素的抗菌作用：HBO可增加血-脑屏障的通透性，HBO与某些抗生素合用，可增强对颅内感染的疗效。五、清除作用：体内大量的氧可以加速体内其他有害气体的消除。如：CO、二氯甲烷、N2等。六、增加机体的氧含量：1、血中的氧含量增加。高压氧下，由于压力的升高，大量的氧气溶解在血液中，血液带入缺血组织的氧量增加。2、组织中的氧含量增加。3、血氧弥散距离增加。在炎症、外伤、烧伤等情况下，组织细胞水肿，细胞与毛细血管间距加大，在常压下吸氧满足不了组织细胞的氧供，特定高压氧的应用可使上述缺氧情况一扫而光。现在学习的是第28页，共3

13、4页高压氧治疗的适应症1、各种中毒，如CO中毒、二氧化碳中毒、硫化氢中毒、氢化物中毒、氨气中毒、光气中毒、农药中毒、化学药物中毒等。2、溺水、自缢、电击伤、麻醉意外以及其它原因引起的脑缺氧、脑水肿、减压病等。3、心血管系统：冠心病、心绞痛、心肌梗塞、心源性休克。4、消化系统：胃、十二指肠溃疡、术后溃疡。5、感染：气性坏疽、破伤风及其它厌氧菌感染，病毒性脑炎等。6、空气栓塞。7、脑血栓形成、脑栓塞、脑萎缩、脑供血不全、脑挫伤、脑外伤后综合症、骨髓炎、截瘫、周围神经损伤、多发性神经炎。8、皮肤移植、断肢(指)再植术、脉管炎、顽固性溃疡、骨筋膜间隔区综合征、术后伤口不愈、动脉栓塞、骨愈合不良、放射性

14、骨髓炎、挤压伤。9、新生儿窒息、3岁之前的脑瘫等。10、中心性视网膜脉络膜炎、视网膜动脉栓塞、突发性耳聋、牙周炎、口腔溃疡。11、皮肤科疾病：玫瑰糠疹、寻常唑疮、结节性红斑、硬皮病、神经性或糖尿病皮炎等等。现在学习的是第29页，共34页 脑损害的病理生理脑损害的病理生理1脑组织缺血缺氧2脑水肿3脑腺苷含量改变4急性期反应蛋白升高5.血液流变学改变现在学习的是第30页，共34页 1脑组织缺血缺氧：脑损害病人多有脑内血管及微循环障碍，造成脑组织缺血。脑细胞功能正常维持需要足够能量保障，生理状况下脑组织代谢的能量供应一小部分来自脑内的三磷酸腺苷（ATP），其余绝大部分依靠葡萄糖有氧代谢产生。缺氧时能

15、量产生不足，脑功能受损。人脑重量只占体重的2%，但耗氧量占人体总需要量20%，同时人体对氧的储蓄能力很差，所以说脑组织是体内最容易发生缺氧损害的组织2脑水肿：脑水肿多与脑缺血缺氧所致的血脑屏障破坏、细胞能量代谢障碍、细胞毒性介质释放有关，脑水肿会引起颅内压增高，脑细胞水肿时，氧分子不易穿透，进而加剧细胞缺氧从而导致“水肿缺氧水肿”的恶性循环。3脑腺苷含量改变：腺苷是中枢神经系统的一种重要保护性内源因子，可抑制多种兴奋性介质释放，减低脑代谢率，提高脑血流量，抑制血小板聚集。脑损伤后细胞能量代谢紊乱，ATP生成减少，腺苷合成受限，影响了腺苷神经保护作用。4急性期反应蛋白升高：5.血液流变学改变：颅

16、脑外伤伤后24小时内红细胞聚集指数比健康人高。血液的粘滞性增高。因而循环阻力升高，脑循环障碍，导致脑缺血缺氧，脑水肿。现在学习的是第31页，共34页HBO治疗脑损伤的研究治疗脑损伤的研究 脑组织缺血时，脑血流分布极不均匀，高血流与低流量区共存。HBO治疗可提高组织的氧供（尤其对缺血区），提高氧分压，收缩血管，减少脑血流量，减轻脑水肿，使颅压下降。由于HBO下颈动脉系统血流减少而椎动脉血供反而增加。网状激活系统和脑干血流量增加，因此有利于昏迷患者的苏醒和生命机能活动的维持，为此可用于治疗多种原因引起的昏迷和持续性植物状态。现在学习的是第32页，共34页1提高血脑屏障的完整性2HBO抑制自由基对脑

17、组织的损害3促进神经功能恢复，提高脑损伤的存活率4促进损伤脑组织的修复5提高脑组织对葡萄糖的利用6减轻脑损伤后细胞凋亡现在学习的是第33页，共34页高压氧治疗时机的选择由于对高压氧的疗效认识不足，致使一些适应症未能得到及时治疗，造成终生遗憾。如脑梗塞、脑外伤的早期均会发生脑水肿，颅压增高，脑组织的修复从病后 5-6天开始，多持续2-3周，因此1周内便可以开始治疗，1月内治疗者有效率可达96%以上。现主张脑梗塞患者2-6小时内即应入舱治疗。颅脑手术后5-7天，病情平稳即可治疗。面神经炎、多发性神经炎：一旦确诊，治疗时机应为越早越好。高压氧治疗时机应该是病情允许的情况下，越早越好。现在学习的是第34页，共34页