2021-2022学年高二物理竞赛课件：理想气体的压强与温度.pptx

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1、 英英国国物物理理学学家家。经经典典电电动动力力学学的的创创始始人人，统统计计物物理理学学的的奠奠基基人人之之一一。1831 1831 年年 6 6月月1313日日生生于于爱爱丁丁堡堡，1879 1879 年年1111月月5 5日日卒卒于于剑剑桥桥。184718471850 1850 年年在在爱爱丁丁堡堡大大学学学学习习，1850 1850 18541854年年入入剑剑桥桥三三一一学学院院攻攻读读数数学学。1856185618601860年年担担任任阿阿伯伯丁丁郡郡的的马马里里查查尔尔学学院院教教授授。1860186018651865年年在在伦伦敦敦皇皇家家学学院院执执教教，并并从从事事气气体

2、体运运动动理理论论的的研研究究 。1860 1860 年年为为英英国国皇皇家家学学会会会会员员。18711871年年任任剑剑桥桥大大学学教教授授，创创建建并并领领导导了了英英国国第第一一个个专专门门的的物物理理实实验验室室 卡卡文文迪迪什什实实验验室室 。麦麦克克斯斯韦韦的的主主要要贡贡献献是是创创立立了了经经典典电电动动力力学学。他他发发展展了了M.M.法法拉拉第第关关于于电电、磁磁相相互互作作用用必必须须通通过过中中间间媒媒质质的的思思想想，并并把把这这种种中中间间媒媒质质称称为为以以太太 (后后来来研研究究表表明明，不不存存在在所所谓谓的的以以太太，这这种种中中间间媒媒质质实实际际上上是

3、是电电磁场磁场)，并在此基础上提出了位移电流的概念，并在此基础上提出了位移电流的概念 。麦克斯韦麦克斯韦Maxwell，James Clerk(18311879)麦麦克克斯斯韦韦研研究究了了法法拉拉第第的的电电磁磁场场设设想想，于于18641864年年发发表表了了电电磁磁场场动动力力学学理理论论，提提出出包包括括偏偏微微分分方方程程的的麦麦克克斯斯韦韦方方程程组组，概概括括了了当当时时已已知知的的关关于于电电磁磁现现象象的的一一切切实实验验结结果果，从从而而创创立立了了经经典典电电动动力力学学。他他根根据据这这一一理理论论得得出出结结论论：存存在在着着电电磁磁波波；电电磁磁波波在在真真空空中中

4、传传播播的的速速度度等等于于光光速速；光光的的本本质质是是电电磁磁波波；电电磁磁波波会会产产生生压压力力等等 。麦麦克克斯斯韦韦在在这这一一期期间间的的著著作作还还有有 1855185518561856年年发发表表的的论论法法拉拉第第力力线线 、186118611862 1862 年年发发表表的的论论物物理理力力线线、18731873年年发发表表的的电电学学和和磁磁学学论论等等。18681868年年继继W.W.韦韦伯伯等等之之后后，他他以以更更高高的的精精确确度度测测定定了了电电荷荷的的静静电电单单位位对对电电磁磁单单位位的的比比值值，并并证证实实了了它它就就等等于于光光速速。麦麦克克斯斯韦韦

5、在在气气体体运运动动理理论论、光光学学、热热力力学学和和弹弹性性理理论论方方面面也也作作出出了了重重要要贡贡献献 ，18601860年年得得出出了了理理想想气气体体分分子子按按速速度度的的统统计计分分布布律律，计计算算了了分分子子的的自自由由程程。他他在在18611861年年提提出出，彩彩色色是是由由红红、绿绿、蓝蓝三三基基色色组组成成的的，他他还还是是第第一一批批彩彩色色照照片片的的制制作作者者之之一一。1873187318741874年年他他发发现现了双折光现象。了双折光现象。1.1.理想气体的压强理想气体的压强1.1 1.1 气体压强的微观机制：气体压强的微观机制：压压强强是是大大量量分

6、分子子对对容容器器壁壁发发生生碰碰撞撞，从从而而对对容器壁产生冲力的宏观效果。容器壁产生冲力的宏观效果。统计平均值统计平均值例例、在标准状态下，、在标准状态下，1cm3 气体分子个数的数量级是气体分子个数的数量级是 N=1019 个，求：个，求：在各个方向上在各个方向上 N个个 分子分子速度分量的统计速度分量的统计平均值以及速度分量平方的统计平均值平均值以及速度分量平方的统计平均值.在在平衡态平衡态下下,按统计的观点按统计的观点,分子沿各方向运动的分子沿各方向运动的可能性相等可能性相等.因此因此,同理同理显然在显然在平衡态平衡态下下,按统计的观点按统计的观点因此因此其中其中 写成写成1.2 1.2 理想气体的压强公式理想气体的压强公式 dSvim0vivixdtm0vixx 统计假设：统计假设：（1）容器中任一位置处单位体积的分子数不比其它位置占优势）容器中任一位置处单位体积的分子数不比其它位置占优势（2）分子沿任何方向运动（个数、速率）不比其它方向占优势）分子沿任何方向运动（个数、速率）不比其它方向占优势微观模型微观模型:(1)分子没有大小分子没有大小;(2)分子间没有相互作用分子间没有相互作用;(3)弹性碰撞弹性碰撞