大英-大物-106溫度的微觀本質(zhì)ppt課件

1、大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論一、理想氣體溫度與分子平均平動(dòng)動(dòng)能的關(guān)系一、理想氣體溫度與分子平均平動(dòng)動(dòng)能的關(guān)系kT321理想氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為理想氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能為 kT23宏觀可宏觀可丈量量丈量量微觀量的統(tǒng)微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值計(jì)平均值221v大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論(3) 每同一溫度下每同一溫度下, 各種氣體分子平均平動(dòng)各種氣體分子平均平動(dòng)動(dòng)能均相等。動(dòng)能均相等。 (1) 溫度的本質(zhì)是物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)猛溫度的本質(zhì)是物體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)猛烈程度的標(biāo)志。是分子熱運(yùn)動(dòng)平均平動(dòng)動(dòng)能的烈程度的標(biāo)

2、志。是分子熱運(yùn)動(dòng)平均平動(dòng)動(dòng)能的度量。度量。(2) 溫度是統(tǒng)計(jì)概念溫度是統(tǒng)計(jì)概念, 是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)。對(duì)于少量的分子，溫度的概念就失集體表現(xiàn)。對(duì)于少量的分子，溫度的概念就失去了意義。去了意義。 闡明闡明大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論理想氣體物態(tài)方程理想氣體物態(tài)方程假設(shè)分子總數(shù)為假設(shè)分子總數(shù)為 NRTMmpV RTNNpVA玻爾茲曼常數(shù)玻爾茲曼常數(shù)123AKJ1038. 1NRk那么那么 NkTpV nkTp 或或 二、理想氣體定律的推證二、理想氣體定律的推證大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論

3、氣體動(dòng)理論 處于平衡態(tài)的理想氣體，分子的平均平處于平衡態(tài)的理想氣體，分子的平均平動(dòng)動(dòng)能與氣體的溫度成正比。動(dòng)動(dòng)能與氣體的溫度成正比。kTk23212v溫度的微觀本質(zhì)溫度的微觀本質(zhì) knP32比較比較 nkTp 與壓強(qiáng)公式與壓強(qiáng)公式 得得 大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論nkTp 15.2731038. 110013. 1235kTpn325m10688044. 2 洛喜蜜脫常數(shù)。洛喜蜜脫常數(shù)。例例1 計(jì)算規(guī)范形狀下，任何氣體在計(jì)算規(guī)范形狀下，任何氣體在1cm3體積中體積中含有的分子數(shù)含有的分子數(shù) 。解解 規(guī)范形狀下，規(guī)范形狀下，p =1.013105

4、Pa, T=273.15K。由由 大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論例例2 試推導(dǎo)道爾頓分壓定律。試推導(dǎo)道爾頓分壓定律。321假設(shè)各種氣體的分子數(shù)密度分別為假設(shè)各種氣體的分子數(shù)密度分別為 n1，n2，n3， 那么混合氣體的分子數(shù)密度為那么混合氣體的分子數(shù)密度為 n=n1+n2+n3+ 解解 設(shè)幾種氣體混合貯于一密閉容器中，由于其設(shè)幾種氣體混合貯于一密閉容器中，由于其溫度一樣，那么它們的分子平均平動(dòng)動(dòng)能相等。溫度一樣，那么它們的分子平均平動(dòng)動(dòng)能相等。大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論332211323232nnn

5、p 道爾頓分壓定律。道爾頓分壓定律。 ,32,32,32333222111npnpnp其中其中321pppp即即將將n代入代入 ，得，得3/2np np32)(32321nnn大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論例例3 有一容積為有一容積為 10 cm3 的電子管，當(dāng)溫度為的電子管，當(dāng)溫度為 300 K時(shí)用真空泵抽成高真空，使管內(nèi)壓強(qiáng)為時(shí)用真空泵抽成高真空，使管內(nèi)壓強(qiáng)為 510-6 mmHg。求。求 (1) 此時(shí)管內(nèi)氣體分子此時(shí)管內(nèi)氣體分子的數(shù)目；的數(shù)目； (2) 這些分子的總平動(dòng)動(dòng)能。這些分子的總平動(dòng)動(dòng)能。 解解3001038. 1103 .13310

6、52356kTpVN121061. 1(1) 由理想氣體形狀方程得由理想氣體形狀方程得(2) 每個(gè)分子平均平動(dòng)動(dòng)能每個(gè)分子平均平動(dòng)動(dòng)能kT23N 個(gè)分子總平動(dòng)動(dòng)能為8310 J2NNkT大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論A溫度一樣、壓強(qiáng)一樣。B溫度、壓強(qiáng)都不同。C溫度一樣,但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)。 D溫度一樣,但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng)。 nkTp 解解:TmkkTVN)He()N(2)He()N(2pp例例4 一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏纫粯右黄亢夂鸵黄康獨(dú)饷芏纫粯?分子平均平分子平均平動(dòng)動(dòng)能一樣動(dòng)動(dòng)能一樣,而且它們都處于平衡形狀而且它們都處于平衡形狀,那么它們那么它們大學(xué)物理大學(xué)物理 第三次修訂本第三次修訂本第第10章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論例例5 理想氣體體積為理想氣體體積為V ，壓強(qiáng)為，壓強(qiáng)為 p ，溫度為，溫度為 T ，一個(gè)分子，一個(gè)分子 的質(zhì)量為的質(zhì)量為