气体分子运动理论的基本概念.ppt
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1、主要内容:2.1 物质的微观模型 2.2 理想气体的压强 2.3 温度的微观解释 2.4 分子力 2.5 范德瓦尔斯气体的压强,第二章 气体分子动理论的基本概念,2.1 物质的微观模型,一、宏观物体是由大量微粒分子(或原子)组成的,利用扫描隧道显微镜技术把一个个原子排列成 IBM 字母的照片.,2.1 物质的微观模型,二、微观粒子做永不停息的无规则热运动,运动剧烈程度与温度有关。,一、宏观物体是由大量微粒分子(或原子)组成的,2.1 物质的微观模型,2.1 物质的微观模型,二、微观粒子做永不停息的无规则热运动,运动剧烈程度与温度有关。,一、宏观物体是由大量微粒分子(或原子)组成的,三、分子间有
2、相互作用力。,1.吸引力和排斥力,很多物质的分子引力作用半径约为分子直径的两倍左右,超过这一距离,分子间相互作用力已很少。,排斥力作用半径就是两分子刚好“接触”时两质心间的距离。,2.分子力,分子力是一种电磁相互作用力,故它是一种保守力,它应该有势能,称为分子作用力势能。,2.2 理想气体的压强问题:每个分子的力学性质的假设关于分子集体的统计性假设宏观小,微观大的理解 理想气体压强公式的推导,2.2 理想气体压强,四条力学假设:分子线度远小于分子间距,忽略分子本身体积;,分子在两次碰撞之间作自由的匀速直线运动,分子间和分子与器壁间只有碰撞瞬间的相互作用;,不停运动分子之间及分子与器壁间频繁发生
3、完全弹性的碰撞,动能不因碰撞而损失;,分子的运动为经典力学运动。,2.2 理想气体压强,分子无规运动的集体统计性三条假设:,1.每个分子运动速度各不相同,且通过碰撞不断发生变化;,2.平衡态时,若忽略重力作用,分子按位置的分布是均匀的:,3.平衡态时,分子的速度(相对于质心系)按方向的分布是均匀的,有:,2.2 理想气体压强,一、理想气体模型,1.分子可以看作是质点;,2.分子所受的重力和分子力忽略;,3.分子的碰撞是弹性碰撞;,理想气体分子像一个个很小的彼此间无相互作用的遵守经典力学规律的弹性质点。,2.2 理想气体压强,二、理想气体压强公式的推导,前提:,平衡态,,忽略重力,,分子看成质点
4、,设:同种气体,分子质量为m,,N总分子数,,V体积,,分子数密度(足够大),,2.2 理想气体压强,二、理想气体压强公式的推导,取器壁上小面元dA(分子截面面积),=2 ni mvix2 dt dA,dIi=(2mvix)(nivixdtdA),第2步:,第1步:,第3步:,dt内所有分子对dA冲量:,推导:,2.2 理想气体压强,二、理想气体压强公式的推导,理想气体压强公式,第4步:,分子平均平动动能,2.2 理想气体压强,二、理想气体压强公式的推导,分子平均平动动能,压强是大量分子对时间、对面积的统计平均结果.,2.2 理想气体压强,二、理想气体压强公式的推导,1.理想气体压强公式适用于
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