氣體分子動理論(2-2)

氣體分子動理論（2－2）本課時主要內容：（1）速率分布函數(shù)的物理意義。（2）麥克斯韋速率分布曲線的特征。（3）三種統(tǒng)計速率。（4）氣體分子的碰撞頻率和平均自由程。（5）分子內的遷移現(xiàn)象和本質。（6）范德瓦爾斯方程和V,P修正原因。2023/2/51一、速率分布函數(shù)的意義dN:速率處在(v---v+dv)間的分子數(shù)。dN/N:速率處在(v---v+dv)間的分子數(shù)(dN)占分子總數(shù)（N）的百分比。dN/(Ndv):在速率v附近單位速率區(qū)間內的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率。稱之為速率分布函數(shù)f(v)。1、定義：2023/2/522、速率分布函數(shù)的歸一化條件：2023/2/53二、理想氣體的平衡態(tài)－－－麥克斯韋速率分布1、麥克斯韋速率分布函數(shù)（理想氣體的平衡態(tài)）2023/2/54f(v)Vv1v2vpvv+dv2023/2/55f(v)Vv1v2vpvv+dv2、麥克斯韋速率分布曲線（理想氣體的平衡態(tài)）分布曲線－－面積意義2023/2/56三、理想氣體的平衡態(tài)的三種速率1、最概然速率***在最概然速率處f(v)取最大值時。2023/2/572、（統(tǒng)計）平均速率2023/2/582023/2/593、方均根速率2023/2/510請判斷下列兩條實驗曲線是否合理？（1）（2）（A）（1）合理（B）（2）合理（C）都不合理（D）都可能合理2023/2/5114、三種速率的大小關系2023/2/512麥克斯韋速率分布律的實驗驗證分析P.396,397,例7.5,例7.62023/2/513四、玻爾茲曼分布律玻爾茲曼因子1、玻爾茲曼分布和麥克斯韋分布的關系2023/2/514例：等溫氣壓公式的推導（自學）。2023/2/5152、能量量子化和玻爾茲曼因子（自學）2023/2/516五、氣體分子的碰撞頻率

和平均自由程2023/2/517氣體分子的碰撞頻率和平均自由程2023/2/518說明405頁例7.8說明：高速電子與低溫氣體的碰頻或自由程計算2023/2/519250C和1atm下一些氣體的參數(shù)氣體有效直徑(10-10m)平均自由程(10-8m)平均碰撞頻率(109hz)H22.7312.314.4He2.1819.06.6N23.746.507.3O23.577.146.1Ar3.965.806.9CO24.564.418.6空氣3.706.687.0HI3.507.463.02023/2/520六、氣體的輸運現(xiàn)象1、熱傳導現(xiàn)象：分子熱運動能量的遷移。（溫度遷移，或動能遷移）2023/2/5212、粘滯現(xiàn)象（內摩擦現(xiàn)象）：氣體內部分子定向動量遷移。（速度遷移，或動量遷移）2023/2/5223、擴散現(xiàn)象：分子質量的遷移(密度遷移）2023/2/523七、實際氣體的范德瓦爾斯方程范德瓦爾斯方程是理想氣體方程應用于實際氣體的一種修正式.不同溫度下的氮氣同一溫度下的不氣體2023/2/524V：氣體分子能到達的空間1、體積修正（實際氣體分子有大小）2023/2/5252、壓強修正（實際氣體分子有相互作用）一般壓強下,分子間的相互作用是引力2023/2/526范德瓦爾斯等溫線2023/2/527測試：兩瓶處于平衡態(tài)、溫度相同的理想氣體氫氣和氧氣，用細管將兩種氣體連通，最后達到新的平衡時。請判斷下列說法的正確的是：（A）混合前，氫氣的平均速率大于氧氣的平均速率，混合后，氫氣的平均速率等于氧氣的平均速率。（B）混合氣體的平均速率是混合前氫氣的平均速率和氧氣的平均速率之和的一半