物理熱學(xué)習(xí)題課

第二次習(xí)題課

熱平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)分布律任課教師：胡曉東老師

助教：譚巍巍李晶公靜霞2015-9-28SchoolofMathematicalSciencesPekingUniversity0-作業(yè)及習(xí)題課不會(huì)做的題目可以在作業(yè)本上標(biāo)記下，并不會(huì)算沒做，然后我會(huì)在習(xí)題課上講解本道習(xí)題請(qǐng)大家把作業(yè)按組交，請(qǐng)謹(jǐn)記自己組別和助教；交錯(cuò)地方可能引起登分差錯(cuò)。0.1–習(xí)題課方向知識(shí)重點(diǎn)本章知識(shí)架構(gòu)及重點(diǎn)作業(yè)題答疑作業(yè)題錯(cuò)得多的,比較好的。有課程上的問題可以詢問。1–本章基本要求和知識(shí)框架0.一些概率論的基本知識(shí)，以及它們?cè)趺催\(yùn)用到物理中的。1.了解速度分布律的基本形式，注意推導(dǎo)中使用粒子數(shù)守恒和能量守恒這兩個(gè)關(guān)系。2.麥克斯韋速度分布律與速率分布律：麥?zhǔn)纤俣确植己瘮?shù):

麥?zhǔn)纤俾史植己瘮?shù):

分布在速度空間單位體積元內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率分布在速率v附近單位速率間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率性質(zhì)：(2)隨T增大，變化漸緩。(3)隨m增大，變化加劇。

麥克斯韋速度分布(1)同種分子不同溫度溫度相同分子不同(4)平均速度為零1–本章基本要求和知識(shí)框架3.最概然速率：10E-2eV平均速率：方均根速率：10e24.泄流率單位面積上通過的分子數(shù)大氣的穩(wěn)定性：無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與星球?qū)λ囊?shì)能，用比值K比較。1–本章基本要求和知識(shí)框架5.等溫氣壓分布律：理想氣體在有外力場(chǎng)情況下的平衡態(tài)分布。6.玻爾茲曼分布律:麥克斯韋—玻爾茲曼分布律:7.能量均分定理：分子自由度：平動(dòng)自由度，轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，振動(dòng)自由度。在熱平衡態(tài)下，物質(zhì)分子的每一個(gè)自由度都具有平均能量一般而言，分子的平均熱運(yùn)動(dòng)能量為：自由度平動(dòng)t轉(zhuǎn)動(dòng)r振動(dòng)s單原子分子3300雙原子分子6321剛性雙原子分子5320三原子分子9333四原子分子12336n原子分子3n333n-61–本章基本要求和知識(shí)框架8.理想氣體的內(nèi)能和熱容：內(nèi)能：定體熱容：H2摩爾定體熱容-T曲線2050100500100020005000100001234T/KCv,m/R3/25/27/2理論表明，理想氣體的熱容與溫度無關(guān);實(shí)驗(yàn)觀測(cè)表明，氣體的熱容與溫度有關(guān)。理論與實(shí)驗(yàn)之間的矛盾H2的摩爾定體熱容只在常溫情況下符合，低溫和高溫情況下都不符合。微觀粒子（原子、分子）能量只能取分立值；量子理論的解釋關(guān)于熱容理論與實(shí)際的矛盾在中溫區(qū)T~102K，達(dá)不到振動(dòng)能量臺(tái)階；振動(dòng)自由度被“凍結(jié)”，雙原子分子呈現(xiàn)為剛性；隨溫度增加，自由度被逐漸激發(fā)。平動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)能級(jí)間隔10-16eV10