热学分子动理论1.ppt

1第2章分子动理论§1 理想气体的压强和温度§2 能量均分定理§3 麦克斯韦速率分布律§4 玻耳兹曼分布律§5 气体分子的平均自由程§6 范德瓦耳斯方程§7 输运过程 2 基本内容: 动理论给出结果 :建模型(理想气体、真实气体) 用统计方法分析结果得出结论 (宏观表现) 3 §1 理想气体的压强和温度一、理想气体的微观图象二、平衡态下气体分子集体行为的几个结果三、气体分子动理论的压强公式四、温度的统计意义五、气体分子运动的方均根速率 4 一、理想气体的微观图象 1. 质点 nkT P?0? P在 T 一定的情况下 n 值小意味着分子间距大 3. 除碰撞外分子间无相互作用 f = 0 2 .完全弹性碰撞范德瓦耳斯力(简称:范氏力) 5 s r 0r 合力斥力引力 d fO10 -9m分子力范德瓦耳斯力气体之间的距离 08rr?引力可认为是零可看做理想气体 6 二、平衡态下气体分子集体行为的几个结果 ?因为宏观量是某些微观量的平均值?平衡态时各处宏观量相同所以用系统中任何部分气体计算出的微观量的平均值必须相同?分子又是处于不断地无规则的运动中所以必须假设平衡态时微观量分布等概率 7 如平衡态情况下温度必须处处相同温度是宏观量一定与分子运动速率的平均值有关即要求在各处计算的速率平均值必须相同??? i i i iiN N??计算平均值的公式 1 2 在1区和 2区计算的平均值相同 1?? 1??分子速率分布各处等概率 8 iiN?? iiN?? x yz 0??? zyx????? 222zyx???????? i i i i ix xN N??结果:??? i i i i ix xN N 22?? 9 zyx????? 222zyx????? i ix iy iz i j k ? ???? ???? ?? 2222 iz iy ix i??????? 2222zyx??????? 22223 1??????? zyx 0??? 10 iiN?? iiN??x yz结果: V NV Nn??d d分子数密度处处相同注意:平衡态