气体动理论基础(二)ppt课件.ppt

《气体动理论基础(二)ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《气体动理论基础(二)ppt课件.ppt（16页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、气体动理论基础气体动理论基础(二）二）主讲主讲 刘果红刘果红篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统一、理想气体的状态方程：一、理想气体的状态方程：，适用条件适用条件:1 1）、理想气体；）、理想气体；2 2）、平衡态）、平衡态回顾回顾二、理想气体的压强公式：二、理想气体的压强公式：三、温度与平均平动动能的关系：三、温度与平均平动动能的关系：理想气体的状态方程也可表示为理想气体的状态方程也可表示为1 1）、）、为气体分子平均平动动能，是一个统计平均值；为气体分子平均平动动能，是一个统计平均值；2 2）、压强具）、压强具有统计平

2、均意义。有统计平均意义。1 1）、）、T T也有统计平均的意义。也有统计平均的意义。2 2）、）、与气体分子的种类无关，只与与气体分子的种类无关，只与T T有关。有关。3 3）、对单原子分子）、对单原子分子 （只有平动）；对二原子以上气体分子，（只有平动）；对二原子以上气体分子，只只是是 的一部分。的一部分。在标准状态下，任何气体（不管分子结构如何）的分子数密度在标准状态下，任何气体（不管分子结构如何）的分子数密度n n 相同。相同。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统四、方均根速率：四、方均根速率：1 1）、对同类气体分

3、子，方均根速率之比就是）、对同类气体分子，方均根速率之比就是 之比；之比；2 2）、在）、在T T一定的情一定的情况下，方均根速率之比就是况下，方均根速率之比就是 之比。之比。五、能量按自由度均分原理：五、能量按自由度均分原理：对单原子气体分子：对单原子气体分子：对双原子气体分子：对双原子气体分子：对三原子或三原子以上气体分子：对三原子或三原子以上气体分子：分配到每一个可能自由度的动能为分配到每一个可能自由度的动能为篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统例例1 1、在标准状态下，总质量、在标准状态下，总质量M=0.5KgM=

4、0.5Kg的氧气的平均平动动能是多少？平均总的氧气的平均平动动能是多少？平均总动能又是多少？（在标准状态下，动能又是多少？（在标准状态下，P=1atmP=1atm，T=273.15KT=273.15K）解：注意区分氧气和氧气分子。解：注意区分氧气和氧气分子。0.5kg0.5kg的氧气的总分子数的氧气的总分子数 氧气的总平均平动动能：氧气的总平均平动动能：氧气的平均总动能：氧气的平均总动能：篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统六、理想气体的内能六、理想气体的内能E气体的内能气体的内能气体分子的动能量及分子与分子间相互作用的势

5、能的总和气体分子的动能量及分子与分子间相互作用的势能的总和理想气体的内能理想气体的内能理想气体的内能只是气体分子各种运动能量的总和。理想气体的内能只是气体分子各种运动能量的总和。每一个每一个理想气体分子理想气体分子的平均总动能量的平均总动能量因此因此单位体积内理想气体的内能单位体积内理想气体的内能1mol1mol理想气体的内能理想气体的内能molmol理想气体的内能理想气体的内能（8.1）（8.2）（8.3）（8 8）式表明：对于给定的某种理想气体，其内能完全取决于气体的热力学温度。）式表明：对于给定的某种理想气体，其内能完全取决于气体的热力学温度。理想气体的内能是温度的单值函数理想气体的内能

6、是温度的单值函数 i i表示表示平动和振动平动和振动的自由度的自由度篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统例例2 2、在标准状态下，若氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）和、在标准状态下，若氧气（视为刚性双原子分子的理想气体）和氦气的体积比氦气的体积比 ，求其内能之比。，求其内能之比。解：理想气体的状态方程解：理想气体的状态方程 ，现用下标，现用下标1 1表示氧气，用下表示氧气，用下标标2 2表示氦气表示氦气即：即：因此有因此有所以所以篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是

7、一种得分类型的系统例例3 3、当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比、当氢气和氦气的压强、体积和温度都相等时，求它们的质量比和内能比。和内能比。所以所以因此质量比因此质量比由（由（8 8）式）式因此内能比因此内能比解：理想气体的状态方程解：理想气体的状态方程 ，篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统七、七、Maxwell Maxwell 分子速率分布定律分子速率分布定律现约定：现约定：N N 气体总分子数气体总分子数 具有具有 速率区间内的分子数速率区间内的分子数 具有具有 速率区间内的分子数占总分子数的百分

8、比。速率区间内的分子数占总分子数的百分比。某单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。某单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比。MaxwellMaxwell指出：在热力学温度指出：在热力学温度T T时，处于平衡态的给定气体中，某单位速率时，处于平衡态的给定气体中，某单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比，可用下式表示：区间内的分子数占总分子数的百分比，可用下式表示：MaxwellMaxwell分子速率分布函数分子速率分布函数 因此，不同的因此，不同的 ，不一样，就表明不一样，就表明 附近单位速率区间内的分子数附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比不一样。所以，占总分子数的百分比不一样

9、。所以，的数值是大是小，就表示在这一单位速的数值是大是小，就表示在这一单位速率区间内的分子数是多是少。率区间内的分子数是多是少。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统 例如在标准状态下，某给定气体例如在标准状态下，某给定气体f(50)f(200)f(50)f(200)，这表明，这表明N N个分子个分子中，具有中，具有199.5m/s-200.5m/s199.5m/s-200.5m/s速率区间值的分子数占总分子数的比率大速率区间值的分子数占总分子数的比率大于具有于具有49.5m/s-50.5m/s49.5m/s-50.5m/s

10、速率区间值的分子数占总分子数的比率。速率区间值的分子数占总分子数的比率。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统图（a）vV+vv篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1 1、气体分子速率分布的特点、气体分子速率分布的特点 具有很大速率和很小速率的分子数较少，因为对应于速率很大或很小时具有很大速率和很小速率的分子数较少，因为对应于速率很大或很小时的的 小，表明在小，表明在v v附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比小。附近单位速率区间内的分子数占总分子

11、数的百分比小。具有中等速率的分子数百分率却很高。具有中等速率的分子数百分率却很高。v0v1v4v2v3篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统最可几速率最可几速率2 2、最可几速率（最概然速率）、最可几速率（最概然速率）图（图（b）vpv最可几速率物理意义可从两个角度考虑最可几速率物理意义可从两个角度考虑（9）（1 1）对大量分子）对大量分子N N而言，在一定温度下，气体分子在含有而言，在一定温度下，气体分子在含有 的那个单位速的那个单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比最大。率区间内的分子数占总分子数的百分比最大。（2 2

12、）对个别分子而言，按概率表述为：某一分子的速率取含有）对个别分子而言，按概率表述为：某一分子的速率取含有 的那的那个速率区间内的值的概率最大。个速率区间内的值的概率最大。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统3 3、同一气体在不同温度下分子速率分布情况、同一气体在不同温度下分子速率分布情况 图中曲线下总面积是不变的。所以，分布曲线在宽度增大的同时，高度降图中曲线下总面积是不变的。所以，分布曲线在宽度增大的同时，高度降低，整个曲线将显得平坦些。低，整个曲线将显得平坦些。vpvpvp（9）v73K273K1273K0T T增大，

13、增大，VpVp增大，增大，f(v)f(v)变小变小篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统4 4、同一温度下不同质量的气体分子速率分布情况、同一温度下不同质量的气体分子速率分布情况 在在T T一定时，不同种类的气体，随着气体分子的质量增大，速率分布曲线中一定时，不同种类的气体，随着气体分子的质量增大，速率分布曲线中的向量值减小的方向迁移，所以，分布曲线宽度变窄，高度增大，即曲线随的向量值减小的方向迁移，所以，分布曲线宽度变窄，高度增大，即曲线随分子质量变大而左移。分子质量变大而左移。m2 m1vvpvp气体气体1 1气体气体2

14、 2当当T T一定时一定时篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统5 5、比较三种速率、比较三种速率1)平均速率平均速率按统计的观点，平均速率按统计的观点，平均速率(10)2)方均根速率方均根速率（6）3 3）、最可几速率）、最可几速率（9）vpvv篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统八、简介分子碰撞和平均自由程八、简介分子碰撞和平均自由程一秒钟内一个分子和其他分子碰撞的平均次数一秒钟内一个分子和其他分子碰撞的平均次数平均碰撞次数平均碰撞次数Z每两次碰撞间一个分子的平均路程每两次碰撞间一个分子的平均路程平均自由程平均自由程MaxwellMaxwell从理论上导出从理论上导出 ：（11）因为因为所以所以（12）由于由于（11）；）；（12）即当即当P P一定时，一定时，正比于正比于 ；正比于正比于T T。