高二物理物理競賽溫度的微觀解釋課件

11、

溫度的微觀解釋一.

溫度的微觀假設(shè)

將P=nkT

代入壓強(qiáng)公式得

T是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均平動(dòng)動(dòng)能的量度,

與氣體種類無關(guān)。溫度是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)激烈程度的量度。溫度也只有統(tǒng)計(jì)意義：2……稱為分子的方均根速率例.在273K時(shí)：H2分子O2分子（記住數(shù)量級?。ㄓ涀?shù)量級?。?

例

理想氣體體積為V

，壓強(qiáng)為p，溫度為T,一個(gè)分子的質(zhì)量為m

，k

為玻爾茲曼常量，R

為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：（A）（B）（C）（D）解4例

（1）在一個(gè)具有活塞的容器中盛有一定的氣體。如果壓縮氣體并對它加熱，使它的溫度從270C升到1770C，體積減少一半，求氣體壓強(qiáng)變化多少？（2）這時(shí)氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能變化多少？解：5一容積為V=1.0m3的容器內(nèi)裝有N1=1.0×1024

個(gè)氧分子N2=3.0×1024

個(gè)氮分子的混合氣體，混合氣體的壓強(qiáng)

p=2.58×104Pa。(1)由壓強(qiáng)公式,有例求(1)分子的平均平動(dòng)動(dòng)能；(2)混合氣體的溫度解(2)由理想氣體的狀態(tài)方程得

1綠光波長為5000A，試問在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，以綠光波長為邊長的立方體中有多少分子？

2試計(jì)算在300k的溫度下，氫、氧和水銀蒸氣分子的均方根速率和平均平動(dòng)動(dòng)能。7例：容器內(nèi)有氧氣，其壓強(qiáng)為P=1atm，溫度t=27C，試求：（1）單位體積中的分子數(shù)n；（2）氧分子質(zhì)量m；（3）氣體密度；（4）分子間的平均距離L8例：容器內(nèi)某理想氣體的溫度為273K，壓強(qiáng)P=1.0010–3

，密度為1.25gm–3,試求：（1）氣體分子運(yùn)動(dòng)的方均根速率；（2）氣體的摩爾質(zhì)量，是何種氣體？二.

對理想氣體定律的推證在相同的溫度和壓強(qiáng)下，各種氣體在相同的體積內(nèi)所含的分子數(shù)相等。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1m3中的分子數(shù)*阿伏伽德羅定律：----洛施密特常量*道爾頓分壓定律：10分子間互作用勢能曲線分子力是一種電磁相互作用力，故它是一種保守力，它應(yīng)該有勢能，稱為分子作用力勢能。

設(shè)無窮遠(yuǎn)處為零勢能點(diǎn)。EprEk=EEpr0do排斥(r<r0)平衡位置(r=r0)吸引(r>r0)勢能曲線的拐點(diǎn)EpEEkr=r0r<r0r=dr>r012幾種典型的分子作用力勢能曲線

由于分子間互相作用的規(guī)律很復(fù)雜，在統(tǒng)計(jì)物理中，一般是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上采用一些簡化模型來表示分子相互作用勢能的，每一種模型都可有某一氣體物態(tài)方程與之對應(yīng)。下面介紹幾種典型的模型。體積趨于零的剛球模型它們對應(yīng)的物態(tài)方程是理想氣體方程。兩分子質(zhì)心距離為r，函數(shù)的勢能為剛球模型考慮到剛球分子占有一定體積，對應(yīng)的方程是p(Vm—b）=RTOdrEp∞OrEp∞13蘇則朗（suthreland）模型在剛球模型基礎(chǔ)上，考慮到分子在相互分離時(shí)有吸引力，其勢能為：對應(yīng)的物態(tài)方程是范氏方程。米勢1907年米（Mie）提出了分子或原子間勢能的表