大學物理第12章重點總結(jié)課件

1、第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版1氣氣 體體 動動 理理 論論第第 十二十二 章章第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版2教學基本要求教學基本要求 一一 了解了解氣體分子熱運動的圖像氣體分子熱運動的圖像 . 理解理解平平衡態(tài)、平衡過程、理想氣體等概念衡態(tài)、平衡過程、理想氣體等概念. 二二 理解理解理想氣體的壓強公式和溫度公式，理想氣體的壓強公式和溫度公式， 能從宏觀和微觀兩方面理解壓強和溫度的統(tǒng)能從宏觀和微觀兩方面理解壓強和溫度的統(tǒng)計意義計意義 .第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版3 三三 了解了解自由度概念，自

2、由度概念，理解理解能量均分能量均分定理，會計算理想氣體的內(nèi)能定理，會計算理想氣體的內(nèi)能. 四四 理解理解麥克斯韋速率分布律、麥克斯韋速率分布律、 速率速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義 . 會會計算計算氣體分子熱運動的三種統(tǒng)計速度氣體分子熱運動的三種統(tǒng)計速度 . 教學基本要求教學基本要求第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版4 五五 理解理解氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程自由程 的概念和公式的概念和公式.教學基本要求教學基本要求第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版511KmolJ 3

3、1.8R摩爾氣體常量摩爾氣體常量222111TVpTVp對一定質(zhì)量的對一定質(zhì)量的同種氣體同種氣體RTMmRTpV理想氣體物理想氣體物態(tài)方程一態(tài)方程一一、一、 理想氣體的物態(tài)方程理想氣體的物態(tài)方程第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版6123AKJ 1038. 1/NRkk 稱為玻耳茲曼常量稱為玻耳茲曼常量.n =N/V，為氣體分子數(shù)密度，為氣體分子數(shù)密度.理想氣體物理想氣體物態(tài)方程二態(tài)方程二nkTp Nmm mNMA第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版7k32np 統(tǒng)計關(guān)系式統(tǒng)計關(guān)系式壓強的物理壓強的物理意義意義宏觀可測量量宏觀可測量量微觀量的

4、統(tǒng)計平均值微觀量的統(tǒng)計平均值二、二、 理想氣體的壓強和分子平均平動動能理想氣體的壓強和分子平均平動動能第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版8分子平均平動動能：分子平均平動動能： 宏觀可測量量宏觀可測量量微觀量的統(tǒng)計平均微觀量的統(tǒng)計平均kTm23212kv第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版9三、三、 能量均分定理能量均分定理 氣體處于平衡態(tài)時，分子任何一個自由氣體處于平衡態(tài)時，分子任何一個自由度的平均能量都相等，均為度的平均能量都相等，均為 ，這就是，這就是能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理 .kT21 分子的平均能量分子的平均能量kT

5、i2第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版10單單原子分子原子分子 3 0 3雙雙原子分子原子分子 3 2 5多多原子分子原子分子 3 3 6 剛性剛性分子能量自由度分子能量自由度 tri分子分子自由度自由度平動平動轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動總總第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版11理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能RTiNE2A 1 mol 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能RTiE2TRiEd2d 理想氣體內(nèi)能變化理想氣體內(nèi)能變化 第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版12 （A）溫度相同、壓強相同溫度相同、壓強相

6、同. （B）溫度、壓強都不同溫度、壓強都不同. （C）溫度相同，氦氣壓強大于氮氣壓強溫度相同，氦氣壓強大于氮氣壓強. （D）溫度相同，氦氣壓強小于氮氣壓強溫度相同，氦氣壓強小于氮氣壓強.nkTp 解解TmkkTVN1 一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同，分子平均一瓶氦氣和一瓶氮氣密度相同，分子平均平動動能相同，而且都處于平衡狀態(tài)，則：平動動能相同，而且都處于平衡狀態(tài)，則：討討 論論第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版132 理想氣體體積為理想氣體體積為 V ，壓強為，壓強為 p ，溫度為，溫度為 T . 一個分子一個分子 的質(zhì)量為的質(zhì)量為 m ，k 為玻耳茲曼常為玻耳茲曼常量

7、，量，R 為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：子數(shù)為：（A） （B）（C） （D）mpV)(RTpV)(kTpV)(TmpVkTpVnVNnkTp 解解第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版14一容器內(nèi)某雙原子分子理想氣體的溫度為一容器內(nèi)某雙原子分子理想氣體的溫度為273K，密度為密度為= 1.25 g/m3，壓強為，壓強為 p = 1.010- -3 atm(1) 氣體的摩爾質(zhì)量？氣體的摩爾質(zhì)量？(2) 氣體分子的平均平動動能和平均轉(zhuǎn)動動能？氣體分子的平均平動動能和平均轉(zhuǎn)動動能？(3) 單位體積內(nèi)氣體分子的總平動動能？單位體積內(nèi)氣體

8、分子的總平動動能？(4) 設(shè)該氣體有設(shè)該氣體有0.3 mol，氣體的內(nèi)能？，氣體的內(nèi)能？解解例例求求kg/mol028. 010013. 11027331. 81025. 1533pRTM (1) 由由 ，有，有 RTMmpV 第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版15(2) 平均平動動能和平均轉(zhuǎn)動動能為平均平動動能和平均轉(zhuǎn)動動能為 J1056. 52731038. 123232123kTt J1077. 32731038. 12123 kTr (3) 單位體積內(nèi)氣體分子的總平動動能為單位體積內(nèi)氣體分子的總平動動能為 3223221J/m1052. 12731038.

9、110013. 11056. 5kTpnEttt J1070. 127331. 8253 . 023RTiMmE(4) 由氣體的內(nèi)能公式，有由氣體的內(nèi)能公式，有第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版16 表示速率在表示速率在 區(qū)間的分區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.vvvd 物理意義物理意義 表示在溫度為表示在溫度為 的平衡狀態(tài)下，速的平衡狀態(tài)下，速率在率在 附近附近單位速率區(qū)間單位速率區(qū)間 的分子數(shù)占總的分子數(shù)占總數(shù)的百分比數(shù)的百分比 .vT 的物理意義：的物理意義：vvf)d()(vfvvdd)(NNfNNd)(vfvd四、速率分布函數(shù)四、速率

10、分布函數(shù)1、2、第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版17vv d)(dNfN 速率在速率在 內(nèi)分子數(shù)：內(nèi)分子數(shù)：vvvdvvvvd)(21fNN速率位于速率位于 區(qū)間的區(qū)間的分子數(shù)：分子數(shù)：21vv vvvvd )(21fNN速率位于速率位于 區(qū)間的區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比：分子數(shù)占總數(shù)的百分比：21vv 3、5、4、 平均速率平均速率 ：v6、0d)(vvvf第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版1822232e)2(4)(vvvkTmkTmf麥氏分布函數(shù)麥氏分布函數(shù)五、五、 麥克斯韋氣體分子速率分布定律麥克斯韋氣體分子速率分布定律v)(v

11、fo速率分布曲線圖速率分布曲線圖第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版19MRTmkT332rmsvv2pvvvMRTmkT60. 160. 1vMRTmkT22pv三種速率的比較三種速率的比較第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版20 同一溫度下不同一溫度下不同氣體的速率分布同氣體的速率分布2H2OopvHpvv)(vfo N2 分子在不同溫分子在不同溫度下的速率分布度下的速率分布KT 30011pv2pvKT 200 12v)(vfo m 一定一定, ,T 越大越大, , 這時曲線向右移動這時曲線向右移動 T 一定一定, , m 越大越大, , 這時曲線向左移動這時曲線向左移動v p 越大越大, , v p 越小越小, ,第十二章第十二章 氣體動理論氣體動理論物理學物理學第五版第五版21vvvvpd)(Nf（1）pd)(212vvvv Nfm（2）已知分子數(shù)已知分子數(shù) ，分子質(zhì)量，分子質(zhì)量 ，分布函，分布函數(shù)數(shù) . 求求 （1