大物热学.ppt

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1、1.1.分子碰撞分子碰撞分子碰撞分子碰撞分子相互作用的过程。分子相互作用的过程。a.频繁地与其他分子相碰撞，分子的实际运动路径频繁地与其他分子相碰撞，分子的实际运动路径 是曲折无规的。是曲折无规的。b.正是碰撞，使得气体分子能量按自由度均分。正是碰撞，使得气体分子能量按自由度均分。c.在气体由非平衡态过渡到平衡态中起关键作用。在气体由非平衡态过渡到平衡态中起关键作用。d.气体速度按一定规律达到稳定分布。气体速度按一定规律达到稳定分布。6-86-8分子平均碰撞次数分子平均碰撞次数分子平均碰撞次数分子平均碰撞次数 平均自由程平均自由程平均自由程平均自由程2.2.平均自由程平均自由程平均自由程平均自

2、由程 平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率平均自由程平均自由程：在一定的宏观条件下，一个气体分子：在一定的宏观条件下，一个气体分子 在连续两次碰撞间可能经过的各段自在连续两次碰撞间可能经过的各段自 由路程的平均值，用由路程的平均值，用 表示。表示。平均碰撞频率平均碰撞频率：在一定的宏观条件下，一个气体分：在一定的宏观条件下，一个气体分 子在单位时间内受到的平均碰撞次子在单位时间内受到的平均碰撞次 数，用数，用 表示。表示。在在 运动过程中，分子运动平均速率为运动过程中，分子运动平均速率为则分子运动平均自由程为则分子运动平均自由程为 设分子设分子A A 以以平均相平均相对速率对速率

3、运动，运动，其他其他分子不动，分子不动，只有与分子只有与分子A的中心距离的中心距离小于或等小于或等于分子有效直径于分子有效直径d d 的分的分子才能与子才能与A相碰。相碰。在在 时间内，凡分子中心在以分子时间内，凡分子中心在以分子A的中心运动轨的中心运动轨迹为轴，半径等于分子有效直径迹为轴，半径等于分子有效直径 d，长为长为 的曲折的曲折圆柱体内的分子均能与圆柱体内的分子均能与 A 相碰，设分子数密度为相碰，设分子数密度为 n，则碰撞频率：则碰撞频率：平均自由程平均自由程平均自由程平均自由程 平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率说明：平均自由程与分子有效直径的平方及单位体说明：平均

4、自由程与分子有效直径的平方及单位体积内的分子数成反比，积内的分子数成反比，与平均速率无关与平均速率无关。平均自由程与压强成反比，当压强很小平均自由程与压强成反比，当压强很小,有可有可能大于容器线度，即分子很少与其它分子碰撞，不能大于容器线度，即分子很少与其它分子碰撞，不断与器壁碰撞，其平均自由程即容器的线度断与器壁碰撞，其平均自由程即容器的线度。平均自由程平均自由程平均自由程平均自由程 平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率 解解:按气体分子算术平均速率公式按气体分子算术平均速率公式 算得算得按公式按公式 p=nkT 可知单位体积中分子数为可知单位体积中分子数为例题例题6-6 求氢在标准状态下，在求氢在标准状态下，在1s 内分子的平均碰内分子的平均碰撞次数。已知氢分子的有效直径为撞次数。已知氢分子的有效直径为2 10-10m。平均自由程平均自由程平均自由程平均自由程 平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率即在标准状态下，在即在标准状态下，在 1 s 内分子的平均碰撞次数约内分子的平均碰撞次数约有有 80 亿次。亿次。因此因此平均自由程平均自由程平均自由程平均自由程 平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率平均碰撞频率