《分子運(yùn)動(dòng)論基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

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1、一、教學(xué)基本要求:,了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的圖像，理解理想氣體壓強(qiáng)公式和溫度公式，通過(guò)推導(dǎo)壓強(qiáng)公式，了解從提出模型，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，建立宏觀量與微觀量的聯(lián)系到闡明宏觀量的微觀本質(zhì)的思想方法。能從宏觀和統(tǒng)計(jì)意義上理解壓強(qiáng)，溫度和內(nèi)能的概念，了解系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是微觀運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn)。通過(guò)理想氣體的剛性分子模型，理解理想氣體分子平均能量按自由度均分定理。并應(yīng)用該定理計(jì)算理想氣體的內(nèi)能。了解麥克斯韋速率分布函數(shù)和速率分布曲線(xiàn)的物理意義。了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的算術(shù)平均速率，方均根速率，最可幾速率。,第九章 氣體動(dòng)理論,二、基本概念及基本規(guī)律,理想氣體微觀模型:忽略分子的體積，將分子視為質(zhì)點(diǎn)。由于分子間的作用力是短

2、程力，忽略分子間的相互作用。分子與分子間的碰撞為完全彈性碰撞。 分子的運(yùn)動(dòng)遵從經(jīng)典的質(zhì)點(diǎn)力學(xué)規(guī)律。,通過(guò)以上假想的理想氣體分子模型，理想氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的圖像為：大量的做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的彈性質(zhì)點(diǎn)的集合。,理想氣體狀態(tài)方程,,物理意義：描述了一定量的理想氣體在平衡狀態(tài)下三個(gè)宏觀量P，V，T之間的關(guān)系。,理想氣體的壓強(qiáng)公式,物理意義：理想氣體在平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng)公式，是分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果。,溫度的微觀統(tǒng)計(jì)意義：,,溫度反映出溫度這一宏觀量也是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果，是大量理想氣體分子無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的量度。,能量均分定理：在溫度為的平衡態(tài)下，能量按自由度均分，每一個(gè)自由度的平均動(dòng)為

3、 一個(gè)分子的平均總動(dòng)能為：,,n摩爾理想氣體的內(nèi)能,,i為分子的自由度數(shù)，單原子分子：i=3；雙原子分子：i=5；多原子分子：物理意義：理想氣體分子的平均i=6 動(dòng)能與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，且與溫度成正比。它反映出一定量的理想氣體在平衡狀態(tài)下的內(nèi)能只與溫度和分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，在分子結(jié)構(gòu)一定的情況下，內(nèi)能是溫度的單值函數(shù)。,麥克斯韋速率分布:,氣體分子速率速率分布函數(shù)：,,物理意義：氣體分子分布函數(shù)給出了理想氣體分子在平衡狀態(tài)下在速率v附近的單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)dNv占總分子數(shù)N的百分比（宏觀意義）?；蛘哒f(shuō)是某一分子具有的速率取值在vv+dv區(qū)間內(nèi)的幾率（或?yàn)榭赡苄裕ㄎ⒂^意義）。,麥克斯韋速率分布函數(shù)：

4、,,最可幾速率；,,物理意義：vp為與麥克斯韋分布函數(shù)曲線(xiàn)頂點(diǎn)（最大值）對(duì)應(yīng)的速率。其意義是在vp附近單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比最大（宏觀意義）；或者，對(duì)于某一分子而言，在平衡狀態(tài)下速率取值在vp附近單位速率區(qū)間內(nèi)的幾率（可能性）最大（微觀意義）。,平均速率:,,方均根速率：,,例題1,1、設(shè)某種氣體的分子速率分布函數(shù)為 ，則速率在區(qū)間 內(nèi)的分子的平均速率為（ ）,,例題2,2、溫度為T(mén)時(shí)，在方均根速率 50m/s的速率區(qū)間內(nèi)，氧、氮兩種氣體分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率相比較：則有（ ）,（A）(N/N)O2(N/N)N2 （B）(N/N)O2(N/N)N2 （C）(N/N)O

5、2(N/N)N2 （D）溫度較低時(shí)(N/N)O2(N/N)N2，溫度較高時(shí)(N/N)O2(N/N)N2,3、已知?dú)錃馀c氧氣的溫度相同，請(qǐng)判斷下列說(shuō)法哪個(gè)正確（ ）。 （A）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的壓強(qiáng)一定大于氫氣的壓強(qiáng)。 （B）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氧氣的密度一定大于氫氣的密度。 （C）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的速率一定比氧分子的速率大。 （D）氧分子的質(zhì)量比氫分子大，所以氫分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大。,例題3,例題4,,,,,,,,4、在容積為V的容器內(nèi)，同時(shí)盛有質(zhì)量為 和質(zhì)量為 的 兩種單原子分子的理想氣體。已知此混合氣體處于平衡態(tài)時(shí)它們的內(nèi)能

6、相等，均為E。則混合氣體的壓強(qiáng)__________，兩種分子的平均速率之比_________。,5、一瓶氫氣和氧氣的溫度相同，若氫分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為J，試求：(1)氧氣分子的平均動(dòng)能 (2)氧分子的方均根速率 (3)氧氣的溫度,例題5,例題6,,,,,,,6、一截面均勻的封閉圓筒，中間被一光滑的活塞分隔成兩邊，如果其中一邊裝有0.1kg某一溫度的氫氣，為了使活塞停留在圓筒的正中央，則另一邊應(yīng)裝入同一溫度的氧氣___________kg.,,,例題7,,,,,,,7、容積為2500cm3的燒瓶中有41025個(gè)氧分子和個(gè)氮分子， 設(shè)混合氣體溫度為27，求混合氣體的壓強(qiáng)？,例題8,,,,,8、、當(dāng)

7、氫氣和氦氣的壓強(qiáng)，體積和溫度都相等時(shí)，求它們的質(zhì)量比___________內(nèi)能比___________,,,,,例題9,,,,,,,,9、為麥克斯韋速率分布函數(shù)，如圖所示的三條f (v)v曲線(xiàn)分別表示氫氣、氮?dú)夂脱鯕庠谕粶囟认碌柠溈怂鬼f分子速率分布曲線(xiàn)，由圖可知： 氫氣分子的最可幾速率為_(kāi)___________； 氧氣分子的最可幾速率為_(kāi)___________。,例題10,,,,,,,,10、一容器貯有氧氣，其壓強(qiáng)為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，溫度t=27，則單位體積的分子數(shù)為_(kāi)___________；氧氣的密度為_(kāi)___________。,*例題11,,,,,,,11、一個(gè)氧氣瓶的容積為32升，其中氧氣的壓強(qiáng)為130個(gè)大氣壓。規(guī)定在瓶?jī)?nèi)的氧氣壓強(qiáng)降到10個(gè)大氣壓時(shí)就必須重新充氧。今有一車(chē)間每天需用一個(gè)大氣壓下的氧氣400升。若不考慮溫度的變化，則一瓶氧氣能用多少天？,,12、常溫下氧氣分子的最可幾速率和氮?dú)夥肿拥钠骄俾手葹開(kāi)_________,例題12,13 、 27 時(shí)一個(gè)氫氣分子的平均平動(dòng)能為多少？1mol氧氣的內(nèi)能為多少？,,例題13,