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分子物理学.ppt


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文档列表 文档介绍
分子物理学
第1页,本讲稿共34页
第一节 理想气体压强公式
一. 基本概念
微观量: 描述单个分子的物理量,
宏观量: 描述整个系统的物理量,,而不是一个力学规律
3,压强公式不能直接用实验验证
第11页,本讲稿共34页
第一节 理想气体压强公式
三、温度与分子平均平动能的关系
阿佛伽德罗定律:在相同温度和压强下,各种气体在相同体积内所包含的分子数都相同
第12页,本讲稿共34页
第一节 理想气体压强公式
温度标志着物体内部分子无规则运动的剧烈程度,或者说,温度是分子平均平动能的量度
第13页,本讲稿共34页
第一节 理想气体压强公式
道尔顿分压定律:混合气体的压强等于组成混合气体的各成分的分压强之和。
第14页,本讲稿共34页
第二节 能量按自由度均分的原理
一 自由度数
自由度数: 决定一个物体空间位置所需要的独立坐标数
质点的自由度数
刚体的自由度数
空间中的质点 ( 3个)
受限制的质点 ( 1, 2, 3 )
质心的位置 (3个)
转轴的方位(2个)
刚体对起始位置转过的角度 (1个)
第15页,本讲稿共34页
第二节 能量按自由度均分的原理
分子的自由度数
单原子分子:(3个)
双原子分子: (5个)
多原子分子: (6个)
n个原子组成的非刚性分子: 最多有3n个自由度
第16页,本讲稿共34页
第二节 能量按自由度均分的原理
能量按自由度均分定理:在温度为T的平衡状态下,物质分子的每一个自由度均具有相同的平均动能,其大小为
二 能量按自由度数均分定理
第17页,本讲稿共34页
第二节 能量按自由度均分的原理
处于平衡态温度为 T 的理想气体, 若将气体分子看作刚性分子, 如果分子有 t 个平动自由度, r 个转动自由度,s个振动自由度 则气体分子的平均总动能:
气体分子的平均总能量:
第18页,本讲稿共34页
第二节 能量按自由度均分的原理
一定量理想气体的内能--组成气体的全部分子的能量之和.
1mol理想气体的内能
分子的平均总能量为
一定质量m理想气体的内能
三 理想气体的内能
理想气体的内能与其质量, 自由度, 温度成正比.
第19页,本讲稿共34页
麦克斯韦1859年首次用统计方法从理论上解决了气体分子运动速率问题,并不久就为实验所证实.
麦克斯韦(James Clerk Maxwell 1831-1879)英国物理学家
第三节 分子的速率
一 麦克斯韦速率分布定律
第20页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
麦克斯韦速率分布定律
意义: 表示分布在速率v
附近的单位速率区间内的分子数占总分子数的比率。
第21页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
表示速率在 区间的分子数占总分子数的百分比 .
归一化条件
第22页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
麦克斯韦速率分布函数
m`, T 给定, 函数的形式可概括为
第23页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
f(v)
f(vp3)
v
vp
f(vp1)
f(vp2)
T1
T3
T2
温度越高,速率大的分子数越多
T1<T2<T3
第24页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
二 三种分子速率
1)最概然速率
第25页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
2)平均速率
第26页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
3)方均根速率
第27页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
第28页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
同一温度下不同气体的速率分布
N2 分子在不同温度下的速率分布
第29页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
例 如图示两条 曲线分别表示氢气和
氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线, 从图
上数据求出氢气和氧气的最概然速率 .
2000
第30页,本讲稿共34页
第三节 分子的速率
三. 玻尔兹曼能量分布率
玻尔兹曼在麦克斯韦速率分布的基础上,研究了气体在保守力场中,各种速度的分子在空间的分布规律.
德裔奥地利物理学家玻尔兹曼 (Ludwig Boltzmann, 1844-1906)
第31

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  • 文件大小1.97 MB
  • 时间2022-01-27