2021-2022学年高二物理竞赛课件：理想气体压强公式.pptx

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1、理想气体压强公式推导压强公式思路：推导压强公式思路：推导压强公式思路：推导压强公式思路：对对d dS 的冲量的大小的冲量的大小弹性碰撞弹性碰撞设该速度区间分子设该速度区间分子数密度数密度 ni ()dt时间内与时间内与器壁相撞的分子数为器壁相撞的分子数为分子按速率分群分子按速率分群压强定义压强定义:该速率区间所有分子在该速率区间所有分子在d dt时时间内给予间内给予器壁器壁dS的总冲量的总冲量 dS据统计假设：据统计假设：分子平均平动动能分子平均平动动能 宏观量是宏观量是大量大量粒子运动的集体表现，粒子运动的集体表现，决定于微观量的决定于微观量的统计平均值。统计平均值。宏观量宏观量微观量微观量

2、理想气体的温度公式理想气体的温度公式温度的微观解释温度的微观解释温度的微观解释温度的微观解释 理想气体温度理想气体温度 T 是分子是分子平均平均平均平均平动平动平动平动动能动能动能动能的量度，的量度，是分子热运动剧烈程度的标志。是分子热运动剧烈程度的标志。温度温度是大量分子热运动的是大量分子热运动的集体表现集体表现集体表现集体表现，是统计性概，是统计性概 念，对个别分子无温度可言。念，对个别分子无温度可言。绝对零度只能逼近，不能达到。绝对零度只能逼近，不能达到。理想气体状态方程的推证理想气体状态方程的推证理想气体状态方程的推证理想气体状态方程的推证 例例例例:两瓶不同种类的气体，其分子平均平动

3、动能相等，两瓶不同种类的气体，其分子平均平动动能相等，两瓶不同种类的气体，其分子平均平动动能相等，两瓶不同种类的气体，其分子平均平动动能相等，但分子密度数不同。问：它们的温度是否相同？压强是但分子密度数不同。问：它们的温度是否相同？压强是但分子密度数不同。问：它们的温度是否相同？压强是但分子密度数不同。问：它们的温度是否相同？压强是否相同？否相同？否相同？否相同？解：解：例例例例:试求氮气分子的平均平动动能和均方根速率。设试求氮气分子的平均平动动能和均方根速率。设(1)在温度在温度 t=1000 时；时；(2)t=0 时；时；(3)t=-150 时。时。解：解：理想气体模型改进理想气体模型改进

4、推导压强公式：理想气体分子推导压强公式：理想气体分子质点质点讨论能量问题：考虑分子内部结构讨论能量问题：考虑分子内部结构 质点组质点组 大量分子系统大量分子系统：各种运动形式的能量分布、平均总能量均遵守统计规各种运动形式的能量分布、平均总能量均遵守统计规律。律。分子热运动分子热运动平动平动转动转动分子内原子间振动分子内原子间振动自由度自由度自由度自由度 自由度：自由度：确定一个物体在空间的位置所必需的独立坐确定一个物体在空间的位置所必需的独立坐标数目。标数目。作直线运动的质点：作直线运动的质点：一个自由度一个自由度作平面运动的质点：作平面运动的质点：二个自由度二个自由度作空间运动的质点：作空间

5、运动的质点：三个自由度三个自由度运动刚体的自由度：运动刚体的自由度：zyx Czxy结论：结论：自由刚体有自由刚体有六个六个自由度自由度三个三个平动平动自由度自由度三个三个转动转动自由度自由度定轴刚体定轴刚体:i=r=1()O单原子分子：单原子分子：一个原子构成一个分子一个原子构成一个分子多原子分子：多原子分子：三个以上原子构成一个分子三个以上原子构成一个分子双原子分子：双原子分子：两个原子构成一个分子两个原子构成一个分子三个三个自由度自由度氢、氧、氮等氢、氧、氮等五个自由度五个自由度氦、氩等氦、氩等六个自由度六个自由度水蒸汽、甲烷等水蒸汽、甲烷等刚性分子刚性分子能量按自由度均分原理能量按自由度均分原理能量按自由度均分原理能量按自由度均分原理 单原子分子单原子分子