第七章气体动理论 气体动理论:以气体为研究对象,从气体分子热运动 观点出发,运用统计方法来研究大量气体分子的热运 动规律,并对理想气体的热学性质给予微观说明 结构框图 平均平动能量 理想气 物质 理想动能与温→均分 体内能 微观 气体度的关系定理 压强 模型 公式 理想气体物态方程 分子一气体分「三种统两者与压强 热运 子速率 计速率温度的关系 动统 分布律 计规 分子平均碰撞次 律性 数和平均自由程 学时:8
以气体为研究对象,从气体分子热运动 观点出发，运用统计方法来研究大量气体分子的热运 动规律,并对理想气体的热学性质给予微观说明。 第七章 气体动理论 学时：8 气体动理论： 结构框图 分子 热运 动统 计规 律性 理想气体物态方程 平均平动 动能与温 度的关系 能量 均分 定理 理想气 体内能 两者与压强、 温度的关系 分子平均碰撞次 数和平均自由程 物质 微观 模型 理想 气体 压强 公式 气体分 子速率 分布律 三种统 计速率
主要内容: 物质的微观模型,理想气体的压强和温度的微观本 质,能量均分定理,理想气体的内能 麦克斯韦气体分子速率分布律,要求掌握三种统计 速率的计算 ·分子平均由由程、碰撞次数 简略介绍在非平衡态下气体内的迁移现象、热力学 第二定律的统计解释和玻耳兹曼关系式 §7-1物质的微观模型统计规律性 分子的数密度和线度 物质的分子是可以独立存在、并保持该物质原 有性质的最小粒子
•物质的微观模型，理想气体的压强和温度的微观本 质，能量均分定理，理想气体的内能。 主要内容： •麦克斯韦气体分子速率分布律，要求掌握三种统计 速率的计算 •分子平均由由程、碰撞次数 •简略介绍在非平衡态下气体内的迁移现象、热力学 第二定律的统计解释和玻耳兹曼关系式。 §7-1 物质的微观模型 统计规律性 一、分子的数密度和线度 • 物质的分子是可以独立存在、并保持该物质原 有性质的最小粒子
实验证明,1mol任何物质中所含的分子(或原 子,离子)数都是相同的,其值即为阿伏伽德罗常 数: NA=6.0221367(36)×102mo1-1 分子的线度:分子自身的直径,数量级约为10-10m 分子数密度:单位体积内的分子数,用符号n表示 由实验可测得,在通常温度和压强下,氧的 n≈2.5×1019cm3,氮的n≈2.47×101cm3,水的 n≈3.3×102cm3,铜的n≈7.3×1022cm3。 而分子质量m很小,如,氢分子m=0.332×1026kg, 氧分子m-5.31×1026kg 如:实验表明:在标准状态下,氧气分子间的距离约 为分子直径的10倍。即,每个氧分子占有的体积V 约为氧分子本身体积的1000
• 实验证明，1mol 任何物质中所含的分子(或原 子，离子)数都是相同的，其值即为阿伏伽德罗常 数： NA＝6.0221367(36)×1023mol-1 •分子数密度：单位体积内的分子数，用符号n表示 由实验可测得，在通常温度和压强下，氧的 n≈2.5×1019cm-3，氮的n≈2.47×1019cm-3，水的 n≈3.3×1022cm-3，铜的n≈7.3×1022cm-3 。 而分子质量m很小，如，氢分子m=0.332×10-26 kg， 氧分子 m=5.31×10-26 kg •分子的线度：分子自身的直径，数量级约为10-10m 。 如：实验表明：在标准状态下，氧气分子间的距离约 为分子直径的10倍。即，每个氧分子占有的体积V 约为氧分子本身体积的1000
在标准状态下容器中的气体分子可以看成大小可略 去不计的质点。 随着气体压强的增加,分子间的距离要变小,但在 不太大的压强下,每个分子占有的体积仍比分子本身 的大小要大得多 分子力 ·固体和液体的分子之所以会聚在一起而不分开,是 因为分子之间有相互吸引力; 固体和液体又很难压缩,即使气体也不能无限制地 压缩,说明分子之间有斥力。 分子力:分子之间的相互作用力一一包括斥力和引 力。在本质上分子力属于分子和原子内的电荷之间相 互作用的电磁力
•在标准状态下容器中的气体分子可以看成大小可略 去不计的质点。 •随着气体压强的增加，分子间的距离要变小，但在 不太大的压强下，每个分子占有的体积仍比分子本身 的大小要大得多． • 固体和液体的分子之所以会聚在一起而不分开，是 因为分子之间有相互吸引力； • 固体和液体又很难压缩，即使气体也不能无限制地 压缩，说明分子之间有斥力。 二、分子力 • 分子力：分子之间的相互作用力---包括斥力和引 力。在本质上分子力属于分子和原子内的电荷之间相 互作用的电磁力
分子力(包括斥力和引力及其合力F)的大小与分子 之间的距离r有关。其分子力曲线如图所示。 f斥力 F feu fai P= Jo far fau r<o- 引 力分于力曲线 (1)当F=7(7的数量级约为100m)时,斥力= 引力,F=0,分子受力平衡。称为平衡位置 (2)当r<时,斥力〉引力,分子力表现为斥力, 且随r的减少而急剧增加
分子力（包括斥力和引力及其合力F）的大小与分子 之间的距离r有关。其分子力曲线如图所示。 (1)当 ( 的数量级约为 )时，斥力= 引力，F= 0，分子受力平衡。 称为平衡位置。 0 r r = 0 r 10 10 m − 0 r (2)当 时，斥力 > 引力，分子力表现为斥力， 且随 的减少而急剧增加。 0 r r r