2021-2022学年高二物理竞赛理想气体模型课件.pptx

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1、理想气体模型真真 空空 膨膨 胀胀非准静态过程：绝热自由膨胀过程非准静态过程：绝热自由膨胀过程非准静态过程：绝热自由膨胀过程非准静态过程：绝热自由膨胀过程理想气体物态方程理想气体物态方程 物态方程物态方程:理想气体平衡态宏观参量间的理想气体平衡态宏观参量间的函数关系函数关系.理想气体宏观定义理想气体宏观定义:遵守三个实验定律的气体遵守三个实验定律的气体.玻尔兹曼常量玻尔兹曼常量.n=N/V，为气体分子数密度，为气体分子数密度.理想气体物理想气体物态方程二态方程二理想气体物理想气体物态方程一态方程一摩尔气体常量摩尔气体常量1 理想气体体积为理想气体体积为 V，压强为，压强为 p，温度为，温度为

2、T.一个分子一个分子 的质量为的质量为 m，k 为玻尔兹曼常为玻尔兹曼常量，量，R 为摩尔气体常量，则该理想气体的分为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：子数为：（A）（B）（C）（D）解解例题例题:1 mol 标准状况下的空气标准状况下的空气例题：恒温气压随高度的变化例题：恒温气压随高度的变化（1）分子可视为质点；分子可视为质点；线度线度间距间距 ，；（2）除碰撞瞬间除碰撞瞬间,分子间无相互作用力；分子间无相互作用力；理想气体的微观模型理想气体的微观模型分子力分子力（3）弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；（4）分子的运动遵从经典力学的规律分子的运动遵从经典

3、力学的规律.分子热运动的无序性及统计规律分子热运动的无序性及统计规律例例 常温和常压下的氧分子常温和常压下的氧分子热动平衡的统计规律（热动平衡的统计规律（平衡态平衡态）（1）分子按位置的分布是均匀的分子按位置的分布是均匀的.大量分子碰撞的总效果大量分子碰撞的总效果：恒定的、持续：恒定的、持续的力的作用的力的作用.单个分子碰撞特性单个分子碰撞特性：偶然性：偶然性、不连续性、不连续性.各方向运动各方向运动概概率均等率均等 方向速度平方的平均值方向速度平方的平均值（2）分子各方向运动概率均等分子各方向运动概率均等.各方向运动概率均等各方向运动概率均等分子运动速度分子运动速度 设设 边长分别为边长分别

4、为 x、y 及及 z 的的长方体中长方体中有有 N 个全同的质量为个全同的质量为 m 的气体分子，计的气体分子，计算算 壁面所受压强壁面所受压强.理想气体压强公式理想气体压强公式 x方向动量变化方向动量变化:单个单个分子遵循力学规律分子遵循力学规律.两次碰撞间隔时间两次碰撞间隔时间:单个分子单位时间单个分子单位时间施于器壁的冲量，施于器壁的冲量，即对器壁的作用力即对器壁的作用力:单位时间单位时间 N 个粒子对器壁总冲量个粒子对器壁总冲量:大量大量分子总效应分子总效应器壁器壁 所受平均冲力所受平均冲力:气体压强气体压强统计规律统计规律分子平均平动动能分子平均平动动能气体压强公式气体压强公式 统计关系式统计关系式压强的物理压强的物理意义意义宏观可测量量宏观可测量量微观量的统计平均值微观量的统计平均值思考思考：为何在推导气体压强公式时不考虑分为何在推导气体压强公式时不考虑分子间的相互碰撞子间的相互碰撞？分子平均平动动能：分子平均平动动能：宏观可测量量宏观可测量量微观量的统计平均微观量的统计平均理想气体压强公式理想气体压强公式理想气体状态方程理想气体状态方程