高二物理競賽理想氣體的壓強 溫度和內(nèi)能課件

1、

理想氣體的壓強溫度和內(nèi)能一、理想氣體的微觀模型和統(tǒng)計假設(shè)1.理想氣體微觀模型分子本身的大小比起它們之間的平均距離可忽略不計。1)2)除碰撞外，分子之間的作用可忽略不計。3)分子間的碰撞是完全彈性的。4)分子所受重力忽略不計。理想氣體的分子模型是彈性的自由運動的質(zhì)點。2.統(tǒng)計假設(shè)①分子數(shù)密度處處相等；②分子沿各個方向運動的幾率均等。亦即：分子速度在各個方向上的分量的各種平均值相等。二．理想氣體的壓強公式

一定質(zhì)量的處于平衡態(tài)的某種理想氣體。(V,N,m)平衡態(tài)下器壁各處壓強相同，選A1面求其所受壓強。i分子動量增量i分子對器壁的沖量i分子相繼與A1面碰撞的時間間隔單位時間內(nèi)i分子對A1面的碰撞次數(shù)單位時間內(nèi)i分子對A1面的沖量i分子對A1面的平均沖力所有分子對A1面的平均作用力壓強i分子對A1面的平均沖力——分子的平均平動動能平衡態(tài)下三、分子的平均平動動能與溫度的關(guān)系溫度是氣體分子平均平動動能大小的量度例:（1）在一個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，求氣體壓強變化多少？（2）這時氣體分子的平均平動動能變化多少？解：氣體分子的方均根速率大量分子速率的平方平均值的平方根

氣體分子的方均根速率與氣體的熱力學溫度的平方根成正比，與氣體的摩爾質(zhì)量的平方根成反比。1.自由度

確定一個物體的空間位置所需要的獨立坐標數(shù)目。以剛性分子（分子內(nèi)原子間距離保持不變）為例四、能量按自由度均分定理單原子分子平動自由度t=3雙原子分子平動自由度t=3轉(zhuǎn)動自由度r=2三原子或三原子以上的分子平動自由度t=3轉(zhuǎn)動自由度r=3實際氣體不能看成剛性分子，因原子之間還有振動二、能量均分定理氣體分子沿x,y,z三個方向運動的平均平動動能完全相等，可以認為分子的平均平動動能均勻分配在每個平動自由度上。平衡態(tài)下，不論何種運動，相應(yīng)于每一個可能自由度的平均動能都是能量按自由度均分定理如果某種氣體的分子有個t

個平動自由度,r

個轉(zhuǎn)動自由度,s

個振動自由度.則分子具有：平均平動動能平均轉(zhuǎn)動動能平均振動動能注意：對應(yīng)分子的一個振動自由度，除有一份振動的動能外，還有一份平均勢能。結(jié)論：分子的平均總能量對剛性分子：氣體分子無振動，則分子的平均動能為五、理想氣體的內(nèi)能分子間相互作用可以忽略不計分子間相互作用的勢能=0理想氣體的內(nèi)能=所有分子的熱運動動能之總和1mol理想氣體的內(nèi)能為一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能為溫度改變，內(nèi)能改變量為例就質(zhì)量而言，空氣是由76%的N2，23%的O2和1%的Ar三種氣體組成，它們的分子量分別為28、32、40。空氣的摩爾質(zhì)量為28.910-3kg，試計算1mol空氣在標準狀態(tài)下的內(nèi)能。解：在1摩