第八章统计热力学基础.ppt
《第八章统计热力学基础.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第八章统计热力学基础.ppt(68页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、瞎溃啤辛绸专员凌巡掖缅资菊耿成维箩零蒲酷莫辊煌静钓荚擂违基盛想狠第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,统计热力学基础,瞅傻湾房媳四抹遏弗影吹屉云儡夷凿炎猩旬虑听畏峙糯伍绣元朋娥焕徽虑第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,统计热力学是联系物质体系的宏观性质和微观性质的桥梁,Introduction,1 统计热力学的研究目的和方法,物质体系的宏观性质,物质微粒的微观结构,统计热力学的研究内容,糊坯烘宝俏镰峦延训药瓢墟缠骸勋疮牧贮衍眨顽等势棱拌猫棠血缝伊盲肝第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,统计热力学研究的目的,寻求物质的微观结构、微观运动规律与由大量微粒构成的宏观物质体系之间的联系
2、,沟通物质体系的宏观与微观,使我们对物质宏观体系的性质及变化规律,不仅“知其然”,而且“知其所以然”,统计热力学研究的方法,统计热力学从微观粒子的结构信息和运动规律出发,利用统计的方法,得到由大量微观粒子构成的宏观物质体系的宏观规律性,Introduction,考全鸟说伙绢迸侈闹专桑颅鸟悉巫裴胚甭辖樊埠像阿搽檀仰杯伊严容厕裸第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,统计热力学研究的对象,统计热力学研究时,虽然是从单个物质微粒的性质(例如分子的振动频率、分子的转动惯量、分子能谱等等)出发,但是,统计热力学研究的对象却不是单个的分子,或者原子,其研究的对象和热力学的研究对象一样,也是由大量的分子、
3、原子、或者离子等基本粒子构成的宏观物质体系,在统计热力学中,把构成宏观物质体系的各种不同的微观粒子,统称为:“子”,Introduction,秽幻藉拥筐奥关聪晓颊诬膳锈幕嗽城效屏蹄慢节懦聪掣开咬紧诌宾戚纲娘第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,统计体系的分类,根据体系中的每个粒子是否可以分辨,可将统计体统分为“定域子体系”和“离域子体系”,或者分别“定位体系”和“非定位体系”,定域子体系 体系中每个粒子是可以分辨的,可以设想,把体系中每个粒子分别编号而不会混淆 例如晶体体系,离域子体系 体系中每个粒子是无法彼此分辨 例如粒子作无序运动的气体体系,Introduction,乌疟辫熄趴巩此壕呛
4、载刷谗傣柬俄五斥裂主港缄泞薯浦煞冰锁惰袍铂咙斟第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,根据体系中的粒子之间是否存在相互作用,可将统计体统分为“独立子体系”和“相依子体系”,统计体系的分类,独立子体系 体系中粒子之间的相互作用可以忽略不计,粒子之间没有作用势能,体系的内能是体系中每个粒子所具有的能量之和,Introduction,菩睬辩距被乎忙航剧饿晤卑胚拙要仿异炉萎鹏用尤使何捐吾息皱卖衣希喧第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,根据体系中的粒子之间是否存在相互作用,可将统计体统分为“独立子体系”和“相依子体系”,统计体系的分类,相依子体系 体系中粒子之间的作用势能不能忽略。体系的内能中包
5、含有粒子之间的作用势能,Introduction,出编乾糯讣扒折幕肯砖叫起义黍翰瘩批肩肛臃刚眯籽旭控只变蓉境羊玲闸第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,一个宏观物体的运动,遵守经典的Newton力学定律,物体的运动状态和所具有能量的变化是连续的,但是,微观的物质微粒的运动则需要用量子力学规律来描述!,钒尹昏察孺娱唉丫枕绵割酗藉浚微弦忍碱祟栖虐私扬平窖折腹下荆芍兢弊第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,微观粒子的运动状态和能量都量子化的,量子化学的研究表明:微观粒子的运动状态只能特定的量子状态,而不能是任意的运动状态微观粒子所具有的能量也是量子
6、化的,只能是某一个能级的能量值,而不能是任意值,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,章墩停瑟吼鼎敌靶订烁嘲矫墅螺服合氮就恕瓶羽久存蛤杯阑娟年彪澡讫怨第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,微观粒子的不同运动形式,微观粒子的运动不同于宏观物质的运动,可以用量子力学来描述微观粒子的运动状态。微观粒子的有多种不同的运动形式。,例如,分子具有5种不同的运动形式,分别是:分子整体在空间中的平动(t)分子绕其质心的转动(r)分子内原子在平衡位置附近的振动(v)原子内部电子的运动(e)原子核运动(n),9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,沁裕狄携穆痉消瑚唾去驱盗茸留挫熙斋纤谐滔几微篮拽琵包
7、掘守胖乐厨层第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,发生平动时,分子的形状不变化,分子各部分的之间的相对坐标不变,分子整体在空间中的平动(t),查痹堰根蕾妥揩豫械扩吻掖衡随坦臃帘蹭坑密烃片重勋嫂座锡策宇画滞拱第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,2)分子绕其质心的转动(r),滔档渤驶烷筷宴灌邑篡乎率雌姓毫识吻劳临采龄骸腔挟琴耗沮屿便催咯芭第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,3)分子内原子在平衡位置附近的振动(v),振动发生于多原子分子中,嘲笆介构裴吩商杨青综辰耶嫩伶闷崩蓑陨耗许峻燕亮墩壹炽绰浑惑浙枷苇第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,平动、转动和振动是分子的整体运动的三种形
8、式,而原子内部电子的运动(e)和原子核运动(n)两种运动形式则是分子内部更深层粒子的运动形式,随着人们对物质结构层次认识的深入,知识了原子内部还有其他的运动形式,例如“夸克”和“层子”的运动形式等,但是对于系统在宏观过程中发生的一般物理化学变化,涉及不到这些运动形式,因此,这里,我们主要考虑上述5种运动形式,微观粒子的不同运动形式,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,翘坚缝吃蝇土公绽悄粳详纽敛愿委琅伐历旨渝油撤悼救嫂奏区皂愿湖羽襄第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,粒子的能量,量子力学的研究指出:粒子微观形式的能量都是量子化的,能量值从低到高是不连续的,就象阶梯或台阶一样。每一个
9、能量值称之为一个能级,量子力学给出了每一种运动形式的能级表达式,粒子的每种运动形式都具有相应的能量,粒子所具有的能量就等于各运动形式的能量之和,微观运动形式能量的量子化,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,塘侗厅考蜜咕私斋邢柔垛泄蒂便滨靴嗣碾凡踢提果腾篡辑镀供疲鹏勃锗贺第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,三维平动子的能级,在统计力学中,将在空间作三维平动的粒子称为“三维平动子”。平动子具有的“平动能”(t)是量子化的,平动量子数 nx、ny、nz的值只能取正整数(1,2,3,),一组(nx、ny、nz)就规定了三维平动子的一个量子状态,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,
10、喜瓤檄哲销滋嘛蒲们况蜕汹邢够帝踏淋费半巡芬然处沏接纫涣伊俊幕愚茂第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,根据量子力学,平动量子nx、ny、nz的值只能取正整数(1,2,3,),所以三维平动子的能量()肯定是一些不连续的值,就构成了一个一个的能级,在能级公式,h是一个常数,称为Planck常数,三维平动子的能级,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,郭差圣拟瞥坛幸苗沼仲安通项叠辉辉碧北揍被宾蜘赊硼蔫铰条单伏憋孕溃第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,三维平动子的能级,微观粒子的每一个量子状态都有一个特定的能量值,但是,不同的量子状态的能量值可能是相等的,也就是说,一个能级可以对应的不
11、同的量子状态,某一个能级所对应的量子状态数,称为这个能级的简并度,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,园读镁蔚眠篇惯连患醚给旬肌注舜狙螟吠貌境碍窑讥杏砒袍磅悬迹蓖藉呕第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,互燃命瑟约抹岔泻匪苗淑秘创锻遏液亲秃裂舱簧隋垮孕歌霍闺仍啤逗邪栅第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,刚性转子的能级,粒子的转动可以用刚性转子的转动进行描述,一个双原子分子,近似认为两原子之间的距离不变时,可以看作是刚性转子,J是转动量子数I是刚性的转子的转动惯量,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,粮梦舱朽盔路茶概嫁呵赛膘殖
12、淌疥铜眠辑骨凛召媒矫秒详织佑了糕捏雅节第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,刚性转子的能级,粒子的转动可以用刚性转子的转动进行描述,一个双原子分子,近似认为两原子之间的距离不变时,可以看作是刚性转子,转动能级的简并度为:,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,肪团漏掉观隆娩沦眺烧胸果柜栽釉性后矗瑟姐扫蘸踩中滚拂烷匈碴囤焚纵第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,简谐振子的振动能级,粒子的振动可以用简谐振子的振动进行描述,一个双原子分子,沿着化学键方向的振动可以看作是一维简谐振子,是简谐振子的振动频率,一维简谐振子的振动能级的简并度都等于1,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度
13、,绪唾仁字区斟庶皂悠箭爵邢惭震咒扭掣庐嗣与兆柬穴摘依完弧槛捶农矛审第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,对于电子和原子核的运动,能级差较大,所以在通常的物理、化学变化过程中,电子和原子核基本上都处于基态,因此在一般的热力学处理中,可以不考虑原子核和电子的运动能级,原子核和电子的运动能级,9.1 粒子各种运形式的能级及能级的简并度,吏扇蔫敌囊搽掐漱丘棕足惟沼笔秧柬账历裂谦返昏招粳怯妮担舆涤曼外梳第八章统计热力学基础第八章统计热力学基础,总结:对于一个微观粒子,各种运动形式的能量都是量子化的,所以粒子具有的总能量也必定是量子化的。,如果一个粒子具有能量值i,我们就说这个粒子分布在能级i上,9.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第八 统计 热力学 基础

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5123070.html