《四章节气体动理论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四章节气体动理论.ppt（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第四章 气体动理论,武秀荣编,山西农业大学文理学院物理系,1了解气体分子热运动的图像,建立理想气体的微观模型。了解从提出模型，进行统计平均，建立宏观量与微观量的联系到阐明宏观量的微观本质的思想和方法。 2能从微观和统计意义上理解压强、温度、内能等概念。了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现。掌握压强、温度公式、阿伏伽德罗定律及道尔顿气体分压定律。 3通过理想气体的刚性分子模型，理解分子热运动能量的统计规律能量按自由度均分定理。明确分子的平均平动动能、平均转动动能、平均动能和理想气体内能的概念，并掌握其计算。 4明确速率分布函数和速率分布曲线的物理意义，了解麦克斯韦速率分布律、气体分子三种速率的
2、定义。能应用最概然速率（最可几速率）分析气体分子的速率分布情况。,第四章 气体动理论,一、基本要求,第四章 气体动理论,微观量：表征个别分子的物理量分子质量、速度、大小、能量.在现代实验条件下是不能直接测得的量。,一、基本概念,统计规律：大量偶然事件整体遵从的规律。投掷骰子例子中，总次数N无 限增加时，任一面出现的概率均为1/6,宏观量：表征大量分子集体特征的量、系统温度、压强、热容可测量出。,二、统计规律,注：统计规律、统计平均值法完全适用于大量分子组成的气体。,二、平衡态和平衡过程,热力学状态,平衡态,非平衡态,平衡态：在不受外界影响的条件下，系统宏观性质均匀一致、不随时间变化的状态，热动
3、平衡态。气体状态（P,V,T）就是指平衡态。 平衡过程：状态到状态是一状态变化的过程。若此过程足够缓慢，这个过程中每一状态都可近似看作平衡态，则叫平衡过程(准静态过程)。,平衡态1,非平衡态,平衡态2,6-1 状态 过程 理想气体,一、气体状态参量,体积 V （ m3）： 气体分子所能到达的空间。1dm3 =1L,压强 P （ Pa）： 气体分子垂直作用于器壁单位面积上的力，是大量气体分子与器壁碰撞的宏观表现。1atm= 760 mmHg=1.01105Pa。1Pa=N/m2,1. 状态参量：描写气体有关特性的物理量称为状态参量。,注：气体处于平衡态时，微观分子仍在不停运动，但宏观效应P、T、
4、V不随时间变化，称热动平衡,压 强,5,讨论：,当系统过程无限缓慢，（弛豫时间比宏观变化快得多时）这个过程中每一状态都可近似看作平衡态，该过程就可认为是平衡过程。,(1) 在过程中每一时刻，系统都处于平衡态，这是一种理想过程。,例如,外界对系统做功，过程无限缓慢，无摩擦。,非平衡态到平衡态的过渡时间，即弛豫时间，约10 -3 秒 ，如果实际压缩一次所用时间为1秒，就可以说是平衡过程。,(2)P-V 图表示, 根据状态方程，系统的压强、体积、温度中任两个量一定，就可确定系统的状态，因此常用P-V 图中的一条曲线来表示系统的准静态过程，曲线上任一点都表示气体的一个平衡态，这种图叫状态图。,非静态过
5、程：当系统宏观变化比弛豫更快时，这个过程中每一状态都是非平衡态。,三、理想气体状态方程,1.理想气体,玻马定律 PV=constant,盖吕萨克定律 V/T=constant,查理定律 P/T=constant,克拉伯龙方程 PV= RT,2.理想气体状态方程,例题1 某种柴油机的气缸容积为0.82710-3m3。设压缩前其中空气的温度47C，压强为8.5104 Pa。当活塞急剧上升时可把空气压缩到原体积的1/17，使压强增加到4.2106Pa， 求这时空气的温度。如把柴油喷入气缸，将会发生怎样 的情况？（假设空气可看作理想气体。）,解: 本题只需考虑空气的初状态和末状态，并且把空气作为理想气
6、体。我们有,这一温度已超过柴油的燃点，所以柴油喷入气缸时就会立即燃烧，发生爆炸推动活塞作功。,已知 p1=8.5104Pa , p2=4.2106Pa，T1=273K+47K=320K,例题2 容器内装有氧气，质量为 0.10kg，压强为 10105 Pa ，温度为 470C。因为容器漏气，经过若干时间后，压强降到原来的 5/8，温 度降到 270C。 问(1)容器的容积有多大？ (2)漏去了多少氧气？,求得容器的容积 V 为,解:(1)根据理想气体状态方程，,(2)所以漏去的氧气的质量为,若漏气若干时间之后，压强减小到 p，温度降到 T。如果用M 表示容器中剩余的氧气的质量，从状态方程求得,