人类进
1 热 学
第三章 气体分子热运动的统计规律 掌握分布函数的概念和麦克斯维速率分布律,能理解三种特殊 的速率并理解其物理意义,理解分布函数的统计规律性,从而理解 力学规律和统计规律的区别,了解测定分子热运动统计规律的实验 方法和原理,掌握自由度的概念和能均分定理,掌握气体的内能的 含义,导出理想气体的内能公式,了解经典理论热容量表述的局限 性 重点:分布函数的规律性及其特点,统计平均的一般方法,三个速 率,碰撞数,能均分定律,理想气体的内能包括两个热容量。 难点:分布函数的规律及其特性,统计平均的一般方法
2 第三章 气体分子热运动的统计规律 掌握分布函数的概念和麦克斯维速率分布律，能理解三种特殊 的速率并理解其物理意义，理解分布函数的统计规律性，从而理解 力学规律和统计规律的区别，了解测定分子热运动统计规律的实验 方法和原理，掌握自由度的概念和能均分定理，掌握气体的内能的 含义，导出理想气体的内能公式，了解经典理论热容量表述的局限 性。 重点：分布函数的规律性及其特点，统计平均的一般方法，三个速 率，碰撞数，能均分定律，理想气体的内能包括两个热容量。 难点：分布函数的规律及其特性，统计平均的一般方法
第一章我们引入了平衡态和温度的概念,但在热力学范围内不 能得到深刻的认识。第二章以分子运动论为基础,认识了压强 和温度的微观本质,对平衡态下分子热运动的规律有了初步认 识,我们有一个基本的统计公理(假设)。这个公理只解决了 分子热运动速度方向的几率问题,并没有涉及分子热运动速率 大小取值的概率,无法作进一步的定量分析。分子热运动情况 是分子物理的重要研究对象,我们必须讨论速率大小取值的概 率问题。由于分子数目如此巨大,速率的取值从0到∞,这个 取值区间非常大,分子在任何一个微小速率范围内的取值其概 率都不会大,但到底有多小却不易判断。所以,这是一个大数 量偶然微观运动的集体效应的问题,既统计的问题,对应的规 律就是一个统计规律。一般地研究这个问题比较复杂,我们以 理想气体为基础来开展讨论
3 第一章我们引入了平衡态和温度的概念，但在热力学范围内不 能得到深刻的认识。第二章以分子运动论为基础，认识了压强 和温度的微观本质，对平衡态下分子热运动的规律有了初步认 识，我们有一个基本的统计公理（假设）。这个公理只解决了 分子热运动速度方向的几率问题，并没有涉及分子热运动速率 大小取值的概率，无法作进一步的定量分析。分子热运动情况 是分子物理的重要研究对象，我们必须讨论速率大小取值的概 率问题。由于分子数目如此巨大，速率的取值从0到∞，这个 取值区间非常大，分子在任何一个微小速率范围内的取值其概 率都不会大，但到底有多小却不易判断。所以，这是一个大数 量偶然微观运动的集体效应的问题，既统计的问题，对应的规 律就是一个统计规律。一般地研究这个问题比较复杂，我们以 理想气体为基础来开展讨论
复习 气体动理论的基本观点 理想气体的微观模型 理想气体压强公式 p=in my)=2nEk 理想气体的温度 my=-hT 2
4 复 习 •气体动理论的基本观点 •理想气体的微观模型 •理想气体压强公式 n k p n mv 3 2 2 2 1 3 2 = ( ) = •理想气体的温度 mv kT 2 3 2 1 2 =
3-1麦克斯韦气体速率分布律 引言 气体分子处于无规则的热运动之中,由于碰撞,每个分 子的速度都在不断地改变,所以在某一时刻,对某个分 子来说,其速度的大小和方向完全是偶然的。然而就大 量分子整体而言,在一定条件下,分子的速率分布遵守 定的统计规律—气体速率分布律 气体分子按速率分布的统计规律最早是由麦克斯韦于1859年 在概率论的基础上导出的,187年玻耳兹曼由经典统计力学 中导出,1920年斯特恩从实验中证实了麦克斯韦分子按速率 分布的统计规律
5 3－1 麦克斯韦气体速率分布律 引言： 气体分子处于无规则的热运动之中，由于碰撞，每个分 子的速度都在不断地改变，所以在某一时刻，对某个分 子来说，其速度的大小和方向完全是偶然的。然而就大 量分子整体而言，在一定条件下，分子的速率分布遵守 一定的统计规律——气体速率分布律。 气体分子按速率分布的统计规律最早是由麦克斯韦于1859年 在概率论的基础上导出的，1877年玻耳兹曼由经典统计力学 中导出，1920年斯特恩从实验中证实了麦克斯韦分子按速率 分布的统计规律