理想气体温度公式
6-4理想气体的温度公式
根据理想气体的压强公式和状态方程可导出 与有关微观量的关系, 宏观量温度 T 与有关微观量的关系,从而揭示温 度的微观实质。 度的微观实质。 质量为 M 的理想气 M PV = RT 体,分子数为 N ,分子质 则有: 量为 m ,则有: M = Nm 1 mol 气体的分子数 得到 P = N R T 为N0 ,则有 = N0m V N
设(1)在温度 t=10000C 时, ) (2)在温度 t=00C 时, ) (3)在温度 t= -1500C 时? ) 解(1)在温度 t=10000C 时 )
3 3 ω = kT= ×1.38×1023 ×1273J = 2.63×1020 J 2 2 3RT 3×8.31×1273 2 3 v = m/ s =1.06×10 m/ s = 3 Mmol 28×10
P 25 3 n = == 2.45×10 (m ) kT m = = 5.31×1026 (kg) 氧气分子的质量: (2)氧气分子的质量: N0
分子平均平动动能: (3)分子平均平动动能:
3 21 εk = kT = 6.21×10 (J ) 2
∫0 v dN = ∞ v2 f (v)dv = 3kT v = ∫0 m N
2
N
2
dN f (v) = Ndv
m e ( 3kT 4 = v2f= v)m = π3RT ≈1.73 2 kT π
理想气体压强和温度公式
理想气体压强和温度公式
理想气体压强和温度公式是理想气体状态方程的重要组成部分。理想
气体状态方程描述了理想气体的状态特性,包括其压强、体积和温度之间
的关系。理想气体状态方程的公式为PV=nRT,其中P代表气体的压强,V
代表气体的体积,n代表气体的物质量,R为气体常数,T代表气体的绝
对温度。
理想气体状态方程可以进一步展开,得到理想气体的理想气体压强和
温度公式。理想气体的理想气体压强和温度公式可以通过两种方式得到:
基于动理论和基于热力学。
基于动理论的理想气体压强和温度公式根据分子间的相互作用来推导。在理想气体中,气体分子之间的相互作用可以被忽略不计。基于动理论的
公式为P=nmv^2/3V,其中m为气体分子的质量,v为气体分子的速度。从
公式可以看出,理想气体的压强与气体分子质量和速度的平方成正比。
基于热力学的理想气体压强和温度公式根据气体的热力学性质推导。
根据热力学第一定律,理想气体的内能变化与吸热和对外做功之间有关。
对于理想气体来说,没有分子之间的相互作用,因此其内能只与温度有关。根据热力学方程,理想气体内能的变化为dU=CvdT,其中Cv为定容摩尔
热容,dT为温度变化。根据理想气体的状态方程PV=nRT,可得到V与T
关系为V=nRT/P。代入内能的变化公式,可以得到P=Cv(nR/P)dT。整理可
得到PdV+Cv(nR/P)dT=0,进一步整理可得到PdV/T+CvRdV/P=0。根据微分
学中的换元法,可以得到PdT/T+CvRdV/P=0。在等温过程中,dT为0,所
以PdV/T=0,进一步得到P/T=常数。这就是理想气体的理想气体压强和温
多种气体混合温度计算公式
多种气体混合温度计算公式引言。
在工程和科学领域中,我们经常需要计算多种气体混合的温度。这种计算对于许多领域都是至关重要的,比如在化工工业中,混合气体的温度计算可以帮助工程师设计和优化反应器和分离装置。在本文中,我们将探讨多种气体混合温度计算的公式和方法,以便读者能够更好地理解和应用这些知识。
理想气体混合的温度计算公式。
在理想气体混合中,我们可以使用以下公式来计算混合气体的最终温度:
T = (n1T1 + n2T2 + ... + nkTk) / (n1 + n2 + ... + nk)。
其中,T表示混合气体的最终温度,n表示每种气体的摩尔数,T表示每种气体的温度。这个公式的基本原理是根据每种气体的摩尔数和温度来计算混合气体的平均温度。这个公式适用于理想气体混合,即气体分子之间没有相互作用的情况。
实际气体混合的温度计算公式。
在实际情况下,气体分子之间会发生相互作用,因此我们需要考虑这种相互作用对混合气体温度的影响。在这种情况下,我们可以使用以下公式来计算混合气体的最终温度:
T = (n1Cp1T1 + n2Cp2T2 + ... + nkCpkTk) / (n1Cp1 + n2Cp2 + ... + nkCpk)。
其中,Cp表示每种气体的定压热容,其他符号的含义与前面的公式相同。这个公式考虑了每种气体的热容对混合气体温度的影响,因此更适用于实际气体混合的情况。
混合气体的平均热容。
在实际气体混合中,我们还需要考虑混合气体的平均热容。混合气体的平均热
容可以通过以下公式来计算:
Cp = (n1Cp1 + n2Cp2 + ... + nkCpk) / (n1 + n2 + ... + nk)。
工程热力学 温度计算公式
工程热力学温度计算公式
热力学是研究热能转化和传递的科学,而工程热力学则是将热力学原理应用于
工程实践中。在工程热力学中,温度是一个非常重要的参数,它影响着物质的性质和行为。因此,准确计算温度对于工程设计和实际操作至关重要。在本文中,我们将介绍工程热力学中常用的温度计算公式,希望能对工程师和研究人员有所帮助。
1. 热力学基本公式。
在工程热力学中,温度通常是通过测量物体的热量和热容来计算的。根据热力
学基本公式,热量Q可以表示为:
Q = mcΔT。
其中,m是物体的质量,c是物体的比热容,ΔT是物体的温度变化。根据这
个公式,我们可以通过测量物体的热量和热容来计算物体的温度变化。
2. 理想气体状态方程。
在工程热力学中,气体的温度通常是通过测量气体的压力和体积来计算的。根
据理想气体状态方程,气体的温度可以表示为:
PV = nRT。
其中,P是气体的压力,V是气体的体积,n是气体的摩尔数,R是气体常数,T是气体的温度。根据这个公式,我们可以通过测量气体的压力和体积来计算气体
的温度。
3. 热传导方程。
在工程热力学中,温度还可以通过热传导方程来计算。热传导方程描述了热量
在物体中的传递过程,它可以表示为:
q = -kAΔT/Δx。
其中,q是热通量,k是热导率,A是传热面积,ΔT是温度差,Δx是传热距离。根据这个公式,我们可以通过测量热通量和传热距离来计算物体的温度差。
4. 热辐射公式。
在工程热力学中,温度还可以通过热辐射公式来计算。热辐射公式描述了物体通过辐射传热的过程,它可以表示为:
q = εσA(T^4 T0^4)。
气体等温变化公式
气体等温变化公式
气体的等温变化是指在恒定温度下,气体的体积和压强之间的关系变化。根据
理想气体状态方程,气体的等温变化遵循特定的公式。本文将介绍气体等温变化的公式及其应用。
理想气体状态方程
首先,我们需要了解理想气体状态方程,即普遍适用于理想气体的公式。理想
气体状态方程可以表示为:
PV = nRT
其中,P表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的物质的量,R表
示气体常数,T表示气体的温度。
等温过程的定义
等温过程是指气体在恒定温度下发生的变化过程。在等温过程中,气体的温度
保持不变,因此我们可以将等温过程视为恒定温度下的状态变化。在等温过程中,我们可以推导出气体体积和压强之间的关系公式。
等温过程的公式
根据理想气体状态方程,我们可以推导出等温过程中气体体积和压强之间的公式。在等温过程中,温度保持恒定,即T = 常量,那么理想气体状态方程可以写为:
PV = nRT = 常量
由此可得:
P1V1 = P2V2
其中,P1和V1表示初始状态下气体的压强和体积,P2和V2表示变化后的气体的压强和体积。
这个公式说明了等温过程中气体体积和压强成反比。换言之,当气体体积增大时,压强会减小;当气体体积减小时,压强会增大。
等温变化的应用
气体等温变化的公式在许多领域有着重要的应用。以下是一些应用示例:
气体容器的设计
在设计气体容器时,我们需要考虑气体的体积和压强之间的关系。通过使用等温变化的公式,我们可以确定合适的容器尺寸,以满足所需的压强要求。
气体压缩和膨胀
在工业和日常生活中,我们经常需要将气体进行压缩和膨胀。等温变化的公式可以帮助我们确定气体的体积和压强之间的关系,并实现所需的压缩或膨胀效果。
12-4 平均动能和温度的关系
(D)温度相同,但氦气的压强小于氮气的压强.
p nkT
m( N 2 ) m(He)
k T m
p( N 2 ) p(He)
12-3-2 一个具有活塞的容器中盛有一定量的气体。如果压缩 气体并对它加热,使它的温度从27 0 C升到177 0 C,体积减小 一半,问:(1)气体压强变化了多少? 这时气体分子的平均 (2) 平动动能变化了多少?3)分子的方均根速率变化多少? (
vrms
3kT 1.22 v T2 m v2 2
2
v12
T1
12-3 理想气体的温度公式(The Temperature of An Ideal Gas)
热运动与宏观运动的区别:
温度所反映的是分子的无规则运动,它和物 体的整体运动无关,物体的整体运动是其中 所有分子的一种有规则运动的表现.
3
第十二章 气体动理学
12-3 理想气体的温度公式(The Temperature of An Ideal Gas)
摩尔质量M N A m 6.02 1023 1.66 1027 原子量 =原子量 10-3
第十二章 气体动理学
12-3-1一瓶氦气和一瓶氮气密度相同,分子平均平动动能 相同,而且它们都处于平衡状态,则它们
(A)温度相同、压强相同。
(B)温度、压强都不同。
气体状态方程公式
气体状态方程公式
气体状态方程公式是描述气体状态的基本公式,它可以用来计算气体的压力、体积和温度之间的关系。根据气体状态方程公式,我们可以得出以下三个方程式:
1.理想气体状态方程:PV=nRT
其中,P表示气体的压力,V表示气体的体积,n表示气体的摩尔数,R为气体常数,T表示气体的绝对温度。
2.范德瓦尔斯方程:(P+a(n/V))(V-nb)=nRT
其中,a和b为常数,表示气体的分子间吸引力和体积。
3.柯西方程:P(V-b)=RT/(V-c)
其中,b和c为常数,表示气体的体积和分子排斥力。
以上三个方程式都可以用来描述气体的状态,在不同的情况下选择不同的方程式使用。通过气体状态方程公式,我们可以更加深入地了解气体的特性和行为。
- 1 -
理想气体的压强和温度计算
理想气体的压强和温度计算
理想气体是指在一定条件下可以近似视为完全符合理想气体状态方
程的气体。在研究理想气体性质和行为时,压强和温度的计算是非常
重要的。本文将介绍理想气体的压强和温度计算方法,并讨论它们的
数学表达式及实际应用。
一、理想气体的状态方程
理想气体的状态方程可以表示为PV=nRT,其中P表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的物质量,R为气体常数,T表示气体
的温度。该方程描述了理想气体的压力、体积和温度之间的关系。
二、理想气体的压强计算
1. 压强的定义
压强是单位面积上施加的力的大小,它可以表示为P=F/A,其中F
表示施加在单位面积上的力,A表示单位面积的大小。在理想气体中,压强可以通过分子对容器壁的碰撞来解释。
2. 理想气体的压强公式
根据理想气体的状态方程PV=nRT,我们可以推导出理想气体的压
强公式P=nRT/V。
其中,n为气体的摩尔数,R为气体常数,V为气体的体积。根据
这个公式,我们可以通过给定的气体摩尔数、温度和体积来计算气体
的压强。
3. 压强计算的应用
压强计算在科学研究和工程实践中有广泛的应用。例如,在化学反
应中,我们可以通过计算反应物和产物之间的温度和体积的变化来确
定反应的压强变化。在工业生产过程中,通过控制气体的压强,可以
调节反应速率和产物的生成量。
三、理想气体的温度计算
1. 温度的定义
温度是物体内部粒子热运动的一种度量,它可以反映物体的热状态。在理想气体中,温度是气体分子平均动能的度量。
2. 理想气体的温度公式
根据理想气体的状态方程PV=nRT,我们可以将温度T表示为
理想气体的温度公式
理想气体的温度公式
理想气体是指由大量分子组成的气体,其分子间相互作用力可以忽
略不计。如果在一定容积下,气体的温度、压力、体积三者之间存在
一定的关系,那么就可以用理想气体状态方程来描述这种关系。其中
温度是一个重要的物理量,下面就为大家介绍理想气体的温度公式。1. 热力学温度
热力学温度是热力学过程中定义的一种温度,是用绝对温标来表示的。具体来说,当一个物体和热源接触达到热平衡时,它们之间存在的热
量变化量和不可逆过程的热效率只与它们之间的温差有关,不受物体
的性质和热源的性质的影响。因此,用热力学温度来描述物体之间的
温度差异是比较准确的。
2. 理想气体状态方程
理想气体状态方程描述了理想气体在一定容积下的温度、压力和体积
之间的关系,其公式为
PV = nRT
其中,P表示气体的压力,V表示气体的体积,n表示气体分子的摩尔数,R表示气体常数,T表示气体的热力学温度。
3. 理想气体温度公式
根据理想气体状态方程,可以得出理想气体温度公式为
T = PV/nR
将气体的压力P、体积V、摩尔数n和气体常数R代入上式中,即可求得气体的温度T。
4. 温度的单位
温度的单位通常有摄氏度、华氏度、开尔文等多种。在理想气体公式中,由于要用到气体常数,因此温度的单位必须是开尔文。开尔文温
标是以绝对零度为零点的温标,其单位为K。
总之,理想气体温度公式是描述理想气体热力学性质的重要公式之一,可以帮助我们更加深入地了解气体的热力学行为。
气体温度压强体积公式
气体温度压强体积公式
答案:
解析:理想气体状态方程:
式中R是气体常量。p为理想气体压强,单位Pa。V为气体体积,单位m3。n为气体的物质的量,单位mol,T为体系温度,单位K。
可以看出,此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、适用范围广而著称,对常温常压下的空气也近似地适用。
值得注意的是,把理想气体方程和克拉伯龙方程等效是不正确的。一般克拉伯龙方程是指描述相平衡的方程dp/dT=L/(TΔv)。尽管理想气体定律是由克拉伯龙发现,但是国际上不把理想气体状态方程叫克拉伯龙方程。
扩展资料
特点:
1、理想气体是不存在的,是一种理想模型。
2、在温度不太低,压强不太大时实际气体都可看成是理想气体。
3、从微观上说:分子间以及分子和器壁间,除碰撞外无其他作用力,分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。
4、从能量上说:理想气体的微观本质是忽略了分子力,没有分子势能,理想气体的内能只有分子动能。一定质量的理想气体的内能仅由温度决定 ,与气体的体积无关。
气体的粘度与温度体积的公式
气体的粘度与温度体积的公式
1.斯托克斯定律
斯托克斯定律是描述流体中粘滞阻力的现象的基本定律。根据斯托克斯定律,当流体中有一个小球状物体在其中移动时,阻力F可表示为如下公式:
F = 6πμrv
其中,μ是流体的动力粘度,r是小球的半径,v是小球在流体中的速度。
2.理想气体状态方程
理想气体状态方程描述了气体的性质和行为,表达式为:
PV=nRT
其中,P是气体的压力,V是气体的体积,n是气体的摩尔数,R是气体常数,T是气体的温度。
根据这两个基本定律,可以推导出气体的粘度与温度、体积之间的关系。
1)温度和气体的粘度:
根据斯托克斯定律,阻力F与流体的动力粘度μ成正比。所以可以得到下面的关系:
F∝μ
当温度升高时,气体的分子动能增加,分子之间的碰撞频率增大,从
而使气体的粘度增加。所以可以得到下面的关系:
μ∝T
2)温度和气体的体积:
根据理想气体状态方程,气体的体积与温度成正比,可以得到下面的
关系:
V∝T
将上述两个关系结合起来,可以获得气体粘度与温度和体积之间的关系:
μ∝V∝T
根据这个关系,可以推导出粘度与温度体积之间的具体数值关系,但
需要知道气体的具体性质,如分子大小、形状、分子间作用力等。不同气
体的粘度随温度、体积变化的关系是不同的。
需要注意的是,上述推导的结果是基于理想气体和斯托克斯定律的基
础上得出的,实际气体的行为可能会受到其他因素的影响,如分子间的相
互作用力、分子的形状和大小等,因此实际气体的粘度与温度、体积之间
的关系可能会有所偏差。
另外,斯托克斯定律仅适用于小球在流体中的运动情况,当涉及到气
理想气态公式
理想气态公式
理想气体公式,也被称为普适气体定律,公式为PV=nRT。在这个公式中,P
代表压力,V代表体积,n代表物质的量(以摩尔计算),R代表气体常数,T代
表绝对温度。
理想气体公式的应用非常广泛,用于描述和计算在低压和高温条件下的气体行为。特别是在化学反应中,理想气体公式能够方便地计算出反应前后气体的状态变化。
此公式的实际意义在于,气体的压力和体积的乘积,与气体的温度和摩尔数的乘积成正比。换言之,对一个固定的气体而言,如果温度和摩尔数保持不变,那么压力与体积的乘积也将保持恒定。反之亦然,若压力、体积任何一个参数改变,另一个参数也将随之改变,以保持这个比值不变。
理想气体定律的主要前提假设是:气体分子间没有吸引力或排斥力,且气体分子体积可以忽略不计。然而在实际情况下,真实的气体并不能完全达到这两个条件,因此,理想气体定律有一定的使用限制。然而在大部分情况下,理想气体定律仍
然能提供足够准确的结果,被广泛应用于物理和化学的研究和实践中。
理想气体定律的理论基础来源于动力学气体理论,它是集合了波义耳定律(压力与体积成反比)、查理定律(体积与温度成正比)和阿伏加德罗定律(数量与体积成正比)的普适定律。尽管其名为“理想”,但理想气体定律对于描述和理解气体状态的变化提供了一个宝贵的、实用的框架。
理想气体公式汇总
理想气体公式汇总
理想气体是一种假设的气体模型,它忽略了气体分子的自身体积,将分子视为有质量的几何点。假设分子间没有相互吸引和排斥,即不计分子势能,分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失。理想气体满足的恒等式是pV=nRT,其中p是压强,V是体积,n是物质的量,R是理想气体常数,T是热力学温度。引入玻尔兹曼常量k=R/N_A后,理想气体状态方程还可以表示成pV=NkT或p=nkT。
此外,理想气体还满足玻意耳-马略特定律、查理定律和盖·吕萨克定律。玻意耳-马略特定律是指在温度不变时,气体的压强与体积成反比,即
p₁·V₁=p₂·V₂=C₁(常量)。查理定律则表明一定质量的气体,当其体积一定时,它的压强与热力学温度成正比,即P₁/T₁=P₂/T₂=C₃(常量)或
pt=P′₀(1+t/273)式中P′0为0℃时气体的压强,t为摄氏温度。盖·吕萨克定律则表明一定质量的气体,当其压强不变时,它的体积与热力学温度成正比。
以上内容仅供参考,如需更详细的信息,建议查阅化学专业书籍或咨询化学专家。
6-1理想气体的压强与温度公式
§6-2 麦克斯韦速率分布律
在热动平衡条件下,气体分子的运动是杂乱无章的,若 考虑某一分子在某一时刻的速度大小和方向是随机偶然的, 是不容易也没有必要去掌握的。但就大量分子的整体,在热 平衡时,分子的速率(速度)分布有其统计规律性。
理想气体在热动平衡状态下,各个速率区间 内的分子占总分子数的百分比的规律——速率分 布律。
2. 平衡态理想气体分子运动的统计假设 ①分子在容器中的空间分布平均来说是均匀的,分子数
密度:
dN N n dV V N 表示容器体积V内的分子数。
②具有相同速率的分子,向各个方向运动的平均分子数 是相等的:
统 计 结 果
v v v v
2 i 2 ix 2 iy
2 iz
vx v y vz 0
第六章 平衡态的统计规律
The Statistical Law of Equilibrium State
从微观角度研究分子的 热运动必须建立理想的微观 模型。本章将提出理想气体 的模型,推导出压强、温度 与微观量的关系,并介绍麦 克斯韦所导出的分子速率分 布规律。其中重点是压强、 温度公式,三个速率公式。
M 2 0.1 2 P v (200) 2 3V 3 10
1.33 10 ( Pa)
5
例3:某气体在温度为T=273K时,压强为 p=1.0×10-2atm,密度 1.24 10 2 kg / m3 , 求该气体分子的方均根速率。
理想气体公式汇总
理想气体公式汇总
全文共四篇示例,供读者参考
第一篇示例:
理想气体是物质的一种状态,理想气体公式是用来描述理想气体状态的数学公式。理想气体的特性包括无限可压缩性、无粘滞性以及分子间无相互作用力。理想气体公式是根据理想气体状态方程和理想气体定律推导而来的,它们可以帮助我们理解和预测气体在不同条件下的行为。
1. 理想气体状态方程
理想气体状态方程是描述理想气体性质的基本公式,它用来计算理想气体的压强、体积、温度之间的关系。理想气体状态方程通常表示为:
PV = nRT
P代表气体的压强(Pa),V代表气体的体积(m³),n代表气体的物质量(摩尔数),R代表气体常数(8.314 J/(mol·K)),T代表气体的温度(K)。理想气体状态方程指明了理想气体在不同压强、体积和温度下的状态。
2. 理想气体的密度公式
ρ = P / (RT)
理想气体的平均动能公式描述了气体分子的平均动能与温度之间的关系。理想气体的平均动能公式通常表示为:
K代表气体分子的平均动能(J),k代表玻尔兹曼常数(1.38×10⁻²³ J/K),T代表气体的温度(K)。理想气体的平均动能公式可以帮助我们了解气体分子的运动状态,以及温度对气体分子运动的影响。
4. 理想气体的分子速率
v = (2kT/m)^(1/2)
理想气体的比热容公式描述了理想气体在加热或冷却过程中的热容量。理想气体的比热容公式通常表示为:
C代表气体的比热容(J/(mol·K)),R代表气体常数(8.314
J/(mol·K))。理想气体的比热容公式可以帮助我们计算气体在加热或冷却过程中的吸热或放热量,从而更好地了解气体的热力学性质。
热力学温度与压强公式整理
热力学温度与压强公式整理热力学是研究物质内部热平衡状态及其与外界的相互作用的一门学科。温度和压强是热力学中常用的两个重要参数。本文将对热力学温度和压强的公式进行整理和介绍。
一、热力学温度公式
热力学温度是一个物质内部热平衡状态的刻画,是物质分子运动速度和热量分布的表征。根据理想气体状态方程,可以得到以下热力学温度公式:
1.理想气体的温度公式:
理想气体的温度与分子平均动能直接相关,可以用以下公式表示:T = (2/3) * (E_avg / k)
其中,T为温度,E_avg为气体分子平均动能,k为玻尔兹曼常数。
2.理想气体的温标转换公式:
不同的温标测量温度的单位不同,可以通过以下公式进行转换:T(℃)= T(K)- 273.15
其中,T(℃)为摄氏温度,T(K)为开尔文温度。
二、热力学压强公式
压强是指单位面积上受到的力的大小,在热力学中压强常用来描述
气体的状态。根据理想气体状态方程和压强定义,可以得到以下热力
学压强公式:
1.理想气体的压强公式:
理想气体状态方程为:
PV = nRT
其中,P为压强,V为气体体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的温度。
2.理想气体的分压公式:
混合气体的总压强可以用各组分的分压之和表示,即:
P_total = P₁ + P₂ + P₃ + ...
其中,P_total为混合气体的总压强,P₁、P₂、P₃为各组分的分压。
3.理想气体的压强单位换算:
不同的压强单位之间存在一定的换算关系,常用的单位换算公式如下:
1 atm = 760 mmHg = 101325 Pa
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3)、分子间存在的相互作用力 ___ 分子力。
§2.2.1 理想气体分子模型和统计假设
理想气体:宏观上指:压强不太大,温度不太低的气体;
在常温下,压强在数个大气压以下的气体,一般都能很好地满 足理想气体。
一、理想气体的分子模型
1、分子本身尺寸比分子间距小得多而可忽略不计——质点;
viz k
x 1
N
ix
i
y 1 N
iy
i
z 1 N
iz
i
故,各方向运动概率均等 vx vy vz
等概率假设二:
定义:分子速率平方的统计平均值: v2 i vi2
N
v2x v2y vz2
2 vx2 vy2 vz2
对于某一个分子,对器壁的碰撞是断续的,但由于分子数 目巨大,对器壁任一宏观微小面积,碰撞的分子数目非常 之巨大,它比起倾盆大雨之中雨点对雨伞的冲击要密集得 多。所以就像在大雨中撑着的伞要受到雨水的持续压力一 样,会观测到气体对器壁的一个稳恒压力.
单个分子对器壁碰撞特性 : 偶然性 、不连续性. 大量分子对器壁碰撞的总效果 : 恒定的、持续的
3). 分子运动的速度不同,但分子速度的方向分布是均匀的, 即:分子速度在各个方向上的统计平均值相同。
12
等概率假设一:
分子向各个方向运动的概率均等;分子速度在各 个方向上的分量的各种统计平均值相等;
定义:分子速率的统计平均值:
i
i
N
单个分子运动速度:
vi
vixi viy
jபைடு நூலகம்
各方向运动概率均等,则:
v
2 x
v
2 y
v
2 z
1 3
v2
等概率假设是在忽略重力的条件下,大量分子的无 规则运动的统计规律;
对少量分子,等概率假设是不成立的!
2.2.2、理想气体压强公式
压强的实质:
1.宏观上,气体压强是指容器壁单位面积上所受到 的气体的压力;
2.微观上,气体压强是大量分子对容器壁持续不断 碰撞产生的综合效果。
热运动
机械运动
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热学:是研究热现象的理论,即研究物质的
热运动规律以及热运动与物质其他各种运动形 式之间相互转化规律的科学。
气体分子运动论(气体动理论): 是以气体为研究对象,从气体分子热运动的观点出发, 运用统计方法研究大量气体分子的宏观性质和统计规 律的理论,也即研究分子热运动的特征和规律;
《热 学》
统计物理学-----分子动理论 热力学------第一、第二定律
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热学导论
一、热学的基本概念
热现象:物质的物理性质(P、V)随温度变化的现象.
热运动:宏观物体中的每一个分子(原子)都在作永不
停息的无规则运动,它是由大量微观粒子所组成的宏观物 体的基本运动形式。特点:偶然性和无序性;
同的质量为 m 的气体分子,计算 A1 壁面所受压强 .
y
A2 o
z
- mmvvvxx l1
3. 分子间既有引力作用, f 又有斥力作用
r ro f 0 平衡位置 o
r ro f 0 斥力起主要作用
斥力
r0
r
R
引力
v12
v12=0
r
d
d 分子有效直径 1010 m
r ro f 0 引力起主要作用
r R f 0 R—分子有效作用半径 108 m
分子力是短程力!
2、除碰撞一瞬间外,分子间互作用力可忽略不计。分子重力 也忽略不计。分子间的碰撞以及分子和器壁的碰撞可看作 是完全弹性碰撞。
3、分子两次碰撞之间作自由的匀速直线运动;
统计规律的基本概念
1. 随机事件:在一定条件下可能发生也可能不发生的事情。 2. 统计规律:大量随机事件从整体上反映出来的一种规律性。
必然事件 必然发生。 必然不发生。
随机事件 ——在一次试验中是否发生不能事先确定,但 是,大量重复试验,遵从一定的统计规律。
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例:抛硬币N次, NA次正面向上。 N很大时, N A 1
N2
pA
im N A N N
1 2
抛硬币的 统计规律
PA 表示正面出现的概率。
例1. 掷骰子
1 pi = 6
4. 气体分子的热运动
无序性是气体分子热运动的基本特性
系统内每个分子都在作永不停止的无规则热运动, 气体分子力很小;
分子间的碰撞极其频繁,速度瞬息万变、具有偶 然性,分子间的能量交换也是极其频繁的,从而 气体内各部分的温度、压强趋于相等。
5. 气体动理论的基本观点:
1)、宏观物体由大量粒子(分子、原子等)组成, 分子之间存在一定的空隙。
3、涨落现象
偏离统计平均值的现象称为涨落现象,即:一切与热 运动相关的宏观量的数值都是统计平均值,在某一瞬 间或局部范围内的实际数值都与统计平均值有偏差。 (扔10次硬币和扔10000次的概率可能有偏差。)
粒子数越多,涨落现象越小;
粒子数越少,涨落现象越明显。太少,统计将失去意义;
统计规律有以下几个特点: (1)只对大量偶然的随机事件才有意义。 (2)它是不同于个体规律的整体规律(量变到质变). (3)总是伴随着涨落.
冲力的作用 (类似雨伞受到雨滴的撞击).
从气体分子运动论的观点看,气体的压强是大量分子不断 与器壁碰撞产生的冲力的结果,是一个统计平均值;
由于分子的大量性和运动的随机性,使器壁各处的压强相 等;
分子平均平动动能
k
1 mv2 2
设 边长分别为 l1,l2 及 l3 的长方体容器中有 N 个全
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二、理想气体的统计性假设
虽然无序性是气体分子热运动的基本特性,每个分子仍满 足牛顿定律,但大量的偶然、无序的分子运动中,包含着一种 统计规律性,即:
1)分子按位置的分布是均匀的, 分子数密度均匀
n dN N dV V
2). 沿空间各个方向运动的分子数相等,平衡态下,分子在各 个方向上运动的机会是均等的,也就是说,分子的运动没 有择优方向;
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§2.1 分子运动的基本概念
1. 实验表明:1mol的任何物质所含有的分子数目相 同,且为阿伏加德罗常数:
N A 6.02 1023个 / mol
2. 根据结构,分子可分为三类: -----单原子分子:惰性气体,He、Ne、Ar、Kr、Xe -----双原子分子:H2、N2、O2、 -----多原子分子:H2O、CO2、CH4