高二物理競(jìng)賽課件：氣體的輸運(yùn)現(xiàn)象

第五章氣體動(dòng)理論§5-8*氣體的輸運(yùn)現(xiàn)象25.氣體動(dòng)理論5.1熱運(yùn)動(dòng)的描述理想氣體模型和狀態(tài)方程5.2分子熱運(yùn)動(dòng)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律5.3氣體動(dòng)理論的壓強(qiáng)和溫度公式5.4能量均分定理理想氣體的內(nèi)能5.5麥克斯韋速率分布律5.6*麥克斯韋-玻爾茲曼能量分布律

重力場(chǎng)中粒子按高度的分布5.7分子碰撞和平均自由程5.8*氣體的輸運(yùn)現(xiàn)象5.9*真實(shí)氣體范德瓦耳斯方程

黏滯現(xiàn)象熱傳導(dǎo)現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象遷移現(xiàn)象（輸運(yùn)現(xiàn)象）3遷移現(xiàn)象：在不受外界干預(yù)時(shí)，系統(tǒng)總要從非平衡態(tài)自發(fā)地向平衡態(tài)過(guò)渡的現(xiàn)象。（又稱(chēng)輸運(yùn)現(xiàn)象）非平衡態(tài)：系統(tǒng)各部分的宏觀物理性質(zhì)，如溫度、密度等不均勻時(shí)，就處于非平衡態(tài)。遷移現(xiàn)象有3種：黏滯現(xiàn)象(動(dòng)量遷移)：如果氣體中各層的流速不等，就會(huì)發(fā)生

內(nèi)摩擦現(xiàn)象，表現(xiàn)出黏性。熱傳導(dǎo)(能量遷移)：當(dāng)氣體內(nèi)部各處溫度不均勻時(shí)，就有熱量

從溫度較高處傳到溫度較低處的現(xiàn)象。擴(kuò)散(質(zhì)量遷移)：當(dāng)氣體內(nèi)部某種分子的密度不均勻時(shí)，

就會(huì)出現(xiàn)氣體分子從密度高的地方向密度

低的地方轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象.遷移現(xiàn)象1

：黏滯現(xiàn)象4宏觀現(xiàn)象：下面的氣體受到了向前的作用力；上面的氣體受到了向后的作用力。描述：A、B

兩板間有流體。下板靜止，上板以u(píng)0沿x

勻速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)板間流體沿x

向流動(dòng)。平行于板的各層流體流速不同。在z0

處有一假想分界面，面積dS各層速度不同：正是由于流體各層之間有黏性的表現(xiàn)。遷移現(xiàn)象1

：黏滯現(xiàn)象（宏觀分析）5下面的流體層(流速小)對(duì)上面的流體層(流速大)產(chǎn)生沿-x

向的黏滯力df。遷移原因：

定向速度u不均勻。遷移的物理量：定向速度(或定向動(dòng)量

)。宏觀規(guī)律：

宏觀表現(xiàn)：上層拉下層黏滯系數(shù)：微觀解釋?zhuān)窟w移現(xiàn)象1

：黏滯現(xiàn)象（微觀解釋?zhuān)?氣體分子除有無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)外，還有定向速度

u。穿過(guò)dS

的分子：

分析：遷移現(xiàn)象2：熱傳導(dǎo)現(xiàn)象7熱傳導(dǎo)現(xiàn)象：如果氣體內(nèi)各部分的溫度不同，從溫度較高處向溫度較低處，將有熱量的傳遞現(xiàn)象。A、B兩板間有導(dǎo)熱物質(zhì)；T由下而上遞減；熱量將沿z

軸傳遞；在z=z0

處有一假想的分界面，面積為dS遷移現(xiàn)象2：熱傳導(dǎo)現(xiàn)象（宏觀分析）8遷移原因：T

不均勻；溫度梯度：dT/dz≠0；遷移的物理量：內(nèi)能——

熱運(yùn)動(dòng)能量

(遷移內(nèi)能的多少稱(chēng)熱量)；實(shí)驗(yàn)表明：微觀解釋?zhuān)?/p>

遷移現(xiàn)象2：熱傳導(dǎo)現(xiàn)象（微觀解釋?zhuān)?氣體內(nèi)部溫度不均勻，表明內(nèi)部各處分子平均熱運(yùn)動(dòng)能量不同；對(duì)穿過(guò)dS面的分子：

由下→上的分子帶有較大的平均能量；

由上→下的分子帶有較小的平均能量。上下分子交換，能量向上凈遷移，宏觀上表現(xiàn)為熱傳導(dǎo)。對(duì)單原子氣體：分子的平

動(dòng)動(dòng)能。對(duì)多原子氣體：還有轉(zhuǎn)動(dòng)、

振動(dòng)能量。10機(jī)房通風(fēng)11冷卻系統(tǒng)遷移現(xiàn)象3：擴(kuò)散現(xiàn)象12

微觀解釋?zhuān)簹怏w分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。

較高密度氣層的分子數(shù)多，想較低密度氣層輸運(yùn)的分子數(shù)也多。分子由

處向

處