10.2 气体分子的热运动
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第10章 气体动理论
10.2 气体分子的热运动
一、气体分子运动的规律 1. 气体中分子间的距离相对较大，分子之 间、分子与器壁之间产生瞬间碰撞，分子在两 次碰撞之间的运动可以看作是在惯性支配下的 自由运动。 2. 气体分子间的相互碰撞是非常频繁的。 大量分子都在不停地作无规热运动, 在常温常 压情况下, 一个气体分子在 1s 的时间里大约经 历10 亿次碰撞, 每个分子的运动状态都有一定 的偶然性。 分子运动是无序的。
N
2
=
2 N v i ix
N
2 x
+
2 y
2 N v i iy
N
2 z
+
2 N v i iz
N
v v v v
v v v
2 x 2 y
2 y 2 z
平衡状态时，气体分子沿各方向运动的概 率相等，则
2 z
1 2 v v v v 3
2 x
大学物理 第三次修订本
N1 N 2 Ni
i
N N
vix
i
vy
N N
viy
vz
N N
i
viz
3
大学物理 第三次修订本
第10章 气体动理论
气体在平衡状态时，分子沿各方向运动的 概率相等，故
v x v y vz 0
2. 速度分量vx、 v y、vz平方的平均
v2 x
v2 y
2 vz
2 N v i ix
2 N v i iy
N
速度等于三个分量 的平方和
N 2 N v i iz
v v v v
2 i 2 ix 2 iy
2 iz
N
大学物理 第三次修订本
4
第10章 气体动理论
同乘以 Ni，同除以 N，求和
2 N v ii
N 1
把所有分子按速度分组 v2 vi
v2 x v2 y v2 z
2
vix viy viz
N i
N 2
大学物理 第三次修订本
第10章 气体动理论
1. 分子速度分量 vx 的统计平均值
vx
vx
所有分子vx之代数和 总分子数
N1 v1x + N 2 v2 x+ + N i vix +
大学物理 第三次修订本
1
第10章 气体动理论
通过对大量分子运动状态的观察，发现 有一定的规律性。例如，在平衡态时，容器 内各处的温度、密度和压强都是均匀分布。 这表明，在大量的偶然、无序的分子运动中 包含一种规律性，称为统计规律性。 二、 气体分子运动服从统计平均值
v1
v1x v1 y v1z
5
第10章 气体动理论
讨论 （1）分子间除碰撞瞬间外，分子运动可以 看作是在惯性支配下的自由运动。 （2）分子间的相互碰撞实现分子之间的动 量和能量的交换, 实现气体由非平衡态过渡到 平衡态。
大学物理 பைடு நூலகம்三次修订本
6
10.2 气体分子的热运动
一、气体分子运动的规律 1. 气体中分子间的距离相对较大，分子之 间、分子与器壁之间产生瞬间碰撞，分子在两 次碰撞之间的运动可以看作是在惯性支配下的 自由运动。 2. 气体分子间的相互碰撞是非常频繁的。 大量分子都在不停地作无规热运动, 在常温常 压情况下, 一个气体分子在 1s 的时间里大约经 历10 亿次碰撞, 每个分子的运动状态都有一定 的偶然性。 分子运动是无序的。
N
2
=
2 N v i ix
N
2 x
+
2 y
2 N v i iy
N
2 z
+
2 N v i iz
N
v v v v
v v v
2 x 2 y
2 y 2 z
平衡状态时，气体分子沿各方向运动的概 率相等，则
2 z
1 2 v v v v 3
2 x
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N1 N 2 Ni
i
N N
vix
i
vy
N N
viy
vz
N N
i
viz
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第10章 气体动理论
气体在平衡状态时，分子沿各方向运动的 概率相等，故
v x v y vz 0
2. 速度分量vx、 v y、vz平方的平均
v2 x
v2 y
2 vz
2 N v i ix
2 N v i iy
N
速度等于三个分量 的平方和
N 2 N v i iz
v v v v
2 i 2 ix 2 iy
2 iz
N
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第10章 气体动理论
同乘以 Ni，同除以 N，求和
2 N v ii
N 1
把所有分子按速度分组 v2 vi
v2 x v2 y v2 z
2
vix viy viz
N i
N 2
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第10章 气体动理论
1. 分子速度分量 vx 的统计平均值
vx
vx
所有分子vx之代数和 总分子数
N1 v1x + N 2 v2 x+ + N i vix +
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第10章 气体动理论
通过对大量分子运动状态的观察，发现 有一定的规律性。例如，在平衡态时，容器 内各处的温度、密度和压强都是均匀分布。 这表明，在大量的偶然、无序的分子运动中 包含一种规律性，称为统计规律性。 二、 气体分子运动服从统计平均值
v1
v1x v1 y v1z
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第10章 气体动理论
讨论 （1）分子间除碰撞瞬间外，分子运动可以 看作是在惯性支配下的自由运动。 （2）分子间的相互碰撞实现分子之间的动 量和能量的交换, 实现气体由非平衡态过渡到 平衡态。
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