大學(xué)物理第12章重點(diǎn)總結(jié)課件

1、第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1氣氣 體體 動(dòng)動(dòng) 理理 論論第第 十二十二 章章第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求 一一 了解了解氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的圖像氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的圖像 . 理解理解平平衡態(tài)、平衡過程、理想氣體等概念衡態(tài)、平衡過程、理想氣體等概念. 二二 理解理解理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式，理想氣體的壓強(qiáng)公式和溫度公式， 能從宏觀和微觀兩方面理解壓強(qiáng)和溫度的統(tǒng)能從宏觀和微觀兩方面理解壓強(qiáng)和溫度的統(tǒng)計(jì)意義計(jì)意義 .第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3 三三 了解了解自由度概念，自

2、由度概念，理解理解能量均分能量均分定理，會(huì)計(jì)算理想氣體的內(nèi)能定理，會(huì)計(jì)算理想氣體的內(nèi)能. 四四 理解理解麥克斯韋速率分布律、麥克斯韋速率分布律、 速率速率分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義分布函數(shù)和速率分布曲線的物理意義 . 會(huì)會(huì)計(jì)算計(jì)算氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的三種統(tǒng)計(jì)速度氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的三種統(tǒng)計(jì)速度 . 教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版4 五五 理解理解氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均氣體分子平均碰撞次數(shù)和平均自由程自由程 的概念和公式的概念和公式.教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版511KmolJ 3

3、1.8R摩爾氣體常量摩爾氣體常量222111TVpTVp對(duì)一定質(zhì)量的對(duì)一定質(zhì)量的同種氣體同種氣體RTMmRTpV理想氣體物理想氣體物態(tài)方程一態(tài)方程一一、一、 理想氣體的物態(tài)方程理想氣體的物態(tài)方程第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版6123AKJ 1038. 1/NRkk 稱為玻耳茲曼常量稱為玻耳茲曼常量.n =N/V，為氣體分子數(shù)密度，為氣體分子數(shù)密度.理想氣體物理想氣體物態(tài)方程二態(tài)方程二nkTp Nmm mNMA第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7k32np 統(tǒng)計(jì)關(guān)系式統(tǒng)計(jì)關(guān)系式壓強(qiáng)的物理壓強(qiáng)的物理意義意義宏觀可測(cè)量量宏觀可測(cè)量量微觀量的

4、統(tǒng)計(jì)平均值微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值二、二、 理想氣體的壓強(qiáng)和分子平均平動(dòng)動(dòng)能理想氣體的壓強(qiáng)和分子平均平動(dòng)動(dòng)能第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版8分子平均平動(dòng)動(dòng)能：分子平均平動(dòng)動(dòng)能： 宏觀可測(cè)量量宏觀可測(cè)量量微觀量的統(tǒng)計(jì)平均微觀量的統(tǒng)計(jì)平均kTm23212kv第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版9三、三、 能量均分定理能量均分定理 氣體處于平衡態(tài)時(shí)，分子任何一個(gè)自由氣體處于平衡態(tài)時(shí)，分子任何一個(gè)自由度的平均能量都相等，均為度的平均能量都相等，均為 ，這就是，這就是能量按自由度均分定理能量按自由度均分定理 .kT21 分子的平均能量分子的平均能量kT

5、i2第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版10單單原子分子原子分子 3 0 3雙雙原子分子原子分子 3 2 5多多原子分子原子分子 3 3 6 剛性剛性分子能量自由度分子能量自由度 tri分子分子自由度自由度平動(dòng)平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)總總第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版11理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能RTiNE2A 1 mol 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能 理想氣體的內(nèi)能理想氣體的內(nèi)能RTiE2TRiEd2d 理想氣體內(nèi)能變化理想氣體內(nèi)能變化 第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版12 （A）溫度相同、壓強(qiáng)相同溫度相同、壓強(qiáng)相

6、同. （B）溫度、壓強(qiáng)都不同溫度、壓強(qiáng)都不同. （C）溫度相同，氦氣壓強(qiáng)大于氮?dú)鈮簭?qiáng)溫度相同，氦氣壓強(qiáng)大于氮?dú)鈮簭?qiáng). （D）溫度相同，氦氣壓強(qiáng)小于氮?dú)鈮簭?qiáng)溫度相同，氦氣壓強(qiáng)小于氮?dú)鈮簭?qiáng).nkTp 解解TmkkTVN1 一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?，分子平均一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤肿悠骄絼?dòng)動(dòng)能相同，而且都處于平衡狀態(tài)，則：平動(dòng)動(dòng)能相同，而且都處于平衡狀態(tài)，則：討討 論論第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版132 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 m ，k 為玻耳茲曼常為玻耳茲曼常量

7、，量，R 為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：子數(shù)為：（A） （B）（C） （D）mpV)(RTpV)(kTpV)(TmpVkTpVnVNnkTp 解解第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版14一容器內(nèi)某雙原子分子理想氣體的溫度為一容器內(nèi)某雙原子分子理想氣體的溫度為273K，密度為密度為= 1.25 g/m3，壓強(qiáng)為，壓強(qiáng)為 p = 1.010- -3 atm(1) 氣體的摩爾質(zhì)量？氣體的摩爾質(zhì)量？(2) 氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能？氣體分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能？(3) 單位體積內(nèi)氣體分子的總平動(dòng)動(dòng)能？單位體積內(nèi)氣體

8、分子的總平動(dòng)動(dòng)能？(4) 設(shè)該氣體有設(shè)該氣體有0.3 mol，氣體的內(nèi)能？，氣體的內(nèi)能？解解例例求求kg/mol028. 010013. 11027331. 81025. 1533pRTM (1) 由由 ，有，有 RTMmpV 第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版15(2) 平均平動(dòng)動(dòng)能和平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能為平均平動(dòng)動(dòng)能和平均轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能為 J1056. 52731038. 123232123kTt J1077. 32731038. 12123 kTr (3) 單位體積內(nèi)氣體分子的總平動(dòng)動(dòng)能為單位體積內(nèi)氣體分子的總平動(dòng)動(dòng)能為 3223221J/m1052. 12731038.

9、110013. 11056. 5kTpnEttt J1070. 127331. 8253 . 023RTiMmE(4) 由氣體的內(nèi)能公式，有由氣體的內(nèi)能公式，有第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版16 表示速率在表示速率在 區(qū)間的分區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比子數(shù)占總分子數(shù)的百分比.vvvd 物理意義物理意義 表示在溫度為表示在溫度為 的平衡狀態(tài)下，速的平衡狀態(tài)下，速率在率在 附近附近單位速率區(qū)間單位速率區(qū)間 的分子數(shù)占總的分子數(shù)占總數(shù)的百分比數(shù)的百分比 .vT 的物理意義：的物理意義：vvf)d()(vfvvdd)(NNfNNd)(vfvd四、速率分布函數(shù)四、速率

10、分布函數(shù)1、2、第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版17vv d)(dNfN 速率在速率在 內(nèi)分子數(shù)：內(nèi)分子數(shù)：vvvdvvvvd)(21fNN速率位于速率位于 區(qū)間的區(qū)間的分子數(shù)：分子數(shù)：21vv vvvvd )(21fNN速率位于速率位于 區(qū)間的區(qū)間的分子數(shù)占總數(shù)的百分比：分子數(shù)占總數(shù)的百分比：21vv 3、5、4、 平均速率平均速率 ：v6、0d)(vvvf第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1822232e)2(4)(vvvkTmkTmf麥?zhǔn)戏植己瘮?shù)麥?zhǔn)戏植己瘮?shù)五、五、 麥克斯韋氣體分子速率分布定律麥克斯韋氣體分子速率分布定律v)(v

11、fo速率分布曲線圖速率分布曲線圖第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版19MRTmkT332rmsvv2pvvvMRTmkT60. 160. 1vMRTmkT22pv三種速率的比較三種速率的比較第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版20 同一溫度下不同一溫度下不同氣體的速率分布同氣體的速率分布2H2OopvHpvv)(vfo N2 分子在不同溫分子在不同溫度下的速率分布度下的速率分布KT 30011pv2pvKT 200 12v)(vfo m 一定一定, ,T 越大越大, , 這時(shí)曲線向右移動(dòng)這時(shí)曲線向右移動(dòng) T 一定一定, , m 越大越大, , 這時(shí)曲線向左移動(dòng)這時(shí)曲線向左移動(dòng)v p 越大越大, , v p 越小越小, ,第十二章第十二章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版21vvvvpd)(Nf（1）pd)(212vvvv Nfm（2）已知分子數(shù)已知分子數(shù) ，分子質(zhì)量，分子質(zhì)量 ，分布函，分布函數(shù)數(shù) . 求求 （1