高二物理气体分子动理论PPT精品课件
合集下载
第五章气体动理论完全版-PPT精品
与外界没有质量交换,但有能量交换的系统,称为 封闭系统。一个装有水的铝壶（盖紧后），用火加 热。将水和壶看成一个系统，水的质量不变，但可 以从外界吸热，这时将水和壶看作一个封闭系统。
与外界既有质量交换又有能量交换的系统,称为开 放系统。一个没有盖子的装水铝壶，水被加热至沸 腾后继续加热。此时水和壶这个系统既与外界有能 量交换，又有质量的变化。水和壶这个系统成为开 放系统。
=2.7×1019(个/cm3)
13
例5-2 容器内装有质量为0.10kg的氧气，压强 为10×105Pa，温度为47℃。因为容器漏气，经过 若干时间后，压强降为原来的5/8，温度降到27℃。 问容器的容积有多大？漏去了多少氧气？（假设 氧气看作理想气体）
解：
（1） 根据理想气体的状态方程，
PV M RT Mmol
B 系统的宏观性质（P、V、T）不随时间而变化。
在微观上，组成系统的分子仍在不停地运动和变 化，只不过大量分子运动的平均效果没有变化。可 见平衡态是系统内的大量分子的热动平衡。
9
C 平衡态的概念是一个理想的概念。
实际中并不存在绝对孤立系统，也没有宏观性质 绝对不变的系统。
平衡过程 如果过程进展得十分缓慢，使所经历的一系列中 间状态都无限接近平衡态。这个过程就叫做平衡过 程。
未使用前瓶中氧气的分子个数:
N1
p1V kT
使用后瓶中氧气的分子个数: (设使用中温度保持不变)
N2
p2V kT
每天用的氧气分子个数:
Nd
pdVd kT
能用天数：DN 1N 2(p1p2)V9.6(天 )
N d
pdV d
16
例题5-4 一长金属管下端封闭,上端开口,置于压 强为po的大气中。今在封闭端加热达T1=1000K,而另 一端则达到T2=200K，设温度沿管长均匀变化。现封 闭开口端，并使管子冷却到TE=100K。计算此时管 内气体的压强(不计金属管的膨胀)。
与外界既有质量交换又有能量交换的系统,称为开 放系统。一个没有盖子的装水铝壶，水被加热至沸 腾后继续加热。此时水和壶这个系统既与外界有能 量交换，又有质量的变化。水和壶这个系统成为开 放系统。
=2.7×1019(个/cm3)
13
例5-2 容器内装有质量为0.10kg的氧气，压强 为10×105Pa，温度为47℃。因为容器漏气，经过 若干时间后，压强降为原来的5/8，温度降到27℃。 问容器的容积有多大？漏去了多少氧气？（假设 氧气看作理想气体）
解：
（1） 根据理想气体的状态方程，
PV M RT Mmol
B 系统的宏观性质（P、V、T）不随时间而变化。
在微观上，组成系统的分子仍在不停地运动和变 化，只不过大量分子运动的平均效果没有变化。可 见平衡态是系统内的大量分子的热动平衡。
9
C 平衡态的概念是一个理想的概念。
实际中并不存在绝对孤立系统，也没有宏观性质 绝对不变的系统。
平衡过程 如果过程进展得十分缓慢，使所经历的一系列中 间状态都无限接近平衡态。这个过程就叫做平衡过 程。
未使用前瓶中氧气的分子个数:
N1
p1V kT
使用后瓶中氧气的分子个数: (设使用中温度保持不变)
N2
p2V kT
每天用的氧气分子个数:
Nd
pdVd kT
能用天数：DN 1N 2(p1p2)V9.6(天 )
N d
pdV d
16
例题5-4 一长金属管下端封闭,上端开口,置于压 强为po的大气中。今在封闭端加热达T1=1000K,而另 一端则达到T2=200K，设温度沿管长均匀变化。现封 闭开口端，并使管子冷却到TE=100K。计算此时管 内气体的压强(不计金属管的膨胀)。
第十六章 气体分子动理论优品ppt
2n 3
k
分子的平均平动动能 k
1mv2 2
物理意义
宏观量对应微观量的统计平均
第二节 理想气体温度的统计意义
一.导出
p RT
V
Nm N Am
RT V
N V
R NA
T
nkT
玻尔兹曼常数 kR1.381023JK1
p
2 3
n
k
NA
k
3 kT 2
1.平均平动动能的量度
2.反映分子无规热运动激烈程度
(1)定义
设 N气体分子数
dN 气体分子速率在 vv区间dv的分子数
v v1dN 1v2dN2 N
vdN
v 0 N
(2)计算方法
dNN(fv)dv
f(v)42m kT3/2em 2k2vTv2
v 8kmT 8R MT1.60R MT
3.方均根速率
(1)定义
类比 v vdN 0N
v2 v2dN
•
0
转动r 2 , x
y
（3）弹性双原子气体分子
分子运动 的时间？
（3）弹性双原子气体分子
平动 t 3
(3)弹性双原子分子 转动 r 2
振动s 1
每一个平动自由度具有平均平动动能
1 2
kT
分子
……..转动自由度……平均转动动能 1 kT 2
……..振动自由度……平均振动动能 1 kT 2
平均振动动能 1 kT
对每个振动自由度
2
平均势能
1 2
kT
平动自由度 转动自由度振动自由度
1.总平均动能 E i kT 2
itrs
(总平均动能+平均势能)
第一章 气体分子运动论 ppt课件
量之间的关系。
2020/10/28
6
本章学习要点
1.确切理解平衡状态和平衡过程。 2.深刻理解理想气体状态方程的物理 意义，并能熟练运用。
3.掌握气体分子运动论的基本观点和 理想气体的分子模型。
4.掌握压强公式和温度公式，深刻理 解压强和温度微观本质。
5.深刻理解能量按自由度均分原理， 熟练掌握理想气体内能的计算。
NA
NA6.0
213203/mo
PVNkT
l
n N V
分子数密度
PnkT
R k N 2020/10/28
A
玻耳兹曼常数
常用形式
18
P-V 图
P
P.V.T P.V.T
V
P V 图上一个点代表一个平衡态 一条线代表一个准静态过程
通常还画 P - T、P - V
T - V 、T – E 图
2020/10/28
什么叫涨落？ 对统计规律的偏离现象 涨落有时大 有时小 有时正 有时负
2020/10/28
24
第三节
压强公式、 温度公式
2020/10/28
25
第四节 能量均分定理
2020/10/28
26
一、什么是自由度
自由度是描写物体在空间位置所需的独 立坐标数。
所谓独立坐标数是指描写物体位置所 需的最少的坐标数。
2020/10/28
7
6 .理解并掌握气体分子热运动的基本 特征，麦克斯韦速率分布规律、三种 速率、平均碰撞频率、平均自由程。
2020/10/28
8
第一节 理想气体状态方程 第二节 气体动理论的基本观点 第三节 压强公式、温度公式 第四节 能量均分定理 第五节 麦克斯韦速率分布率 第六节 平均碰撞频率.平均自由程
气体动理论分子运动的基本概念精品PPT课件
26
6个自由度 t+ r = 3 + 3 = 6
定质心位置需3个平动自由度
cc cc
c
y
转轴
x
z
● 每一点绕过c 点的轴转动 先定转轴 2个自由度
共有 3个转动自由度
也可以理解成物体 系对三个轴的旋转
再定每个质量元在垂 直轴的平面内绕轴旋 的角度 1个自由度
27
3. 气体分子的自由度 将每个原子看作质点 所以分子是 质点系
平面上 2个 平动自由度 t 2 直线上 1个 平动自由度 t 1
25
例3.1 自由运动的刚体 (如大家熟悉的手榴弹 )
首先应明确 刚6个体自的由振度动自由度 s = 0 自由度？
按基本运动分解：平动 + 转动
● 整体随某点c(通常选cc质心)平cc动定质心位置需
3个平动自由度
● 每一点绕过c 点的轴转动 3个转动自由度
2)转动
3)振动
23
一般运动: 看成基本运动（平动 转动 振动） 形式的叠加
如 自行车轮子的运动(刚体) 刚体 无振动形式 (平动) 加 (转动)
(随C平动) 加上
P
过C轴的转动
C
P
cP
24
2.自由度 定义:确定物体位置的最少的坐标数 独立的坐标数 例1 自由运动的质点 (三维空间) 3 个 平动自由度 记作 t = 3 若受到限制自由度降低
f=0
1
f
斥力
合力
r0
O
s
10 -9m r
d
引力
分子力
气体之间的距离
r 8r0
引力可认为是零 可看做理想气体
范德瓦耳斯力
2
二、气体分子热运动服从统计规律（平衡态下）
6个自由度 t+ r = 3 + 3 = 6
定质心位置需3个平动自由度
cc cc
c
y
转轴
x
z
● 每一点绕过c 点的轴转动 先定转轴 2个自由度
共有 3个转动自由度
也可以理解成物体 系对三个轴的旋转
再定每个质量元在垂 直轴的平面内绕轴旋 的角度 1个自由度
27
3. 气体分子的自由度 将每个原子看作质点 所以分子是 质点系
平面上 2个 平动自由度 t 2 直线上 1个 平动自由度 t 1
25
例3.1 自由运动的刚体 (如大家熟悉的手榴弹 )
首先应明确 刚6个体自的由振度动自由度 s = 0 自由度？
按基本运动分解：平动 + 转动
● 整体随某点c(通常选cc质心)平cc动定质心位置需
3个平动自由度
● 每一点绕过c 点的轴转动 3个转动自由度
2)转动
3)振动
23
一般运动: 看成基本运动（平动 转动 振动） 形式的叠加
如 自行车轮子的运动(刚体) 刚体 无振动形式 (平动) 加 (转动)
(随C平动) 加上
P
过C轴的转动
C
P
cP
24
2.自由度 定义:确定物体位置的最少的坐标数 独立的坐标数 例1 自由运动的质点 (三维空间) 3 个 平动自由度 记作 t = 3 若受到限制自由度降低
f=0
1
f
斥力
合力
r0
O
s
10 -9m r
d
引力
分子力
气体之间的距离
r 8r0
引力可认为是零 可看做理想气体
范德瓦耳斯力
2
二、气体分子热运动服从统计规律（平衡态下）
气体动理论ppt课件
一 自由度
kt
1 mv2 2
3 kT 2
v
2 x
v
2 y
v2z
1 v2 3
z
oy
x
1 2
m
v
2 x
1 2
mv2y
1 2
mv2z
1 kT 2
28
第六章 气体动理论
单原子分子平均能量
3 1 kT
2
刚性双原子分子
分子平均平动动能
kt
1 2
mvC2 x
1 2
mvC2 y
1 2
mvC2 z
29
第六章 气体动理论
摩尔热容比
E m i RT M2
dE m i RdT M2
CV ,m
i 2
R
C p,m
i
2 2
R
Cp,m i 2
CV ,m i
36
第六章 气体动理论
7-6 麦克斯韦气体分子速率分布律
一 测定气体分子速率分布的实验
实验装置
接抽气泵
2
l v vl
Hg
金属蒸汽 狭缝
l
显 示
屏
37
第六章 气体动理论 分子速率分布图
12
第六章 气体动理论
二 分子力
现主为要当斥表力 现r； 为当 引r力0r时.，r分0时子，力分主子要力表
F
o
r 109 m, F 0
r0 ~ 1010 m
r0
r
分子力
三 分子热运动的无序性及统计规律
热运动：大量实验事实表明分子都在作永不停止的
无规运动 . 例 : 常温和常压下的氧分子
v 450m/s ~ 107 m; z ~ 1010次 / s
高二物理竞赛课件：气体分子动理论
分子的平均平动动能 k
1 m v2 2
物理意义
宏观量对应微观量的统计平均
第二节 理想气体温度的统计意义
一.导出
p RT
V
Nm N Am
RT V
N V
R
N A T nkT
玻尔兹曼常数 k R 1.38 1023 J K 1
p
2 3
n
k
NA
二.温度的统计意义 1.平均平动动能的量度 2.反映分子无规热运动激烈程度
m
i 2
RT
1 iR
V 2
i t r 2s
2.定压摩尔热容 C p,m CV ,m R
(2)刚性双原子分子
转动r 2
振动 s 1
z l•
•
0
x
y
平动 t 3
(3)弹性双原子分子 转动 r 2
振动s 1
二.能量按自由度均分定理
每一个平动自由度具有平均平动动能
1 2
kT
分子
……..转动自由度……平均转动动能 1 kT 2
……..振动自由度……平均振动动能 1 kT
2
1
平均振动动能 kT
布朗运动
二.分子热运动的统计假设
(1)分子数分布均匀 n N /V
(2)分子速度取向分布均匀(分子沿各方向运动概率等)
分子速度四面八方 分解
vix
据平均值公式：vx
i
N
vi2x
vx2
i
N
vx vy vz 0
vx2
vy2
vz2
1 3
v2
三.公式推导 (伯努利 1738年导出) 理想气体压强公式
气体分子动理论
第十六章 气体分子动理论
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
m、p 一定
Vn0
T
TE V
THANKS FOR WATCHING
谢谢大家观看
为了方便教学与学习使用，本文档内容可以在下载后随意修改，调整。欢迎下载！
汇报人：XXX
时间：20XX.XX.XX
02/24
10
点 击 右 图 演 示 统 计 规 律
（2）气体分子沿各个方向运动的几率相等．
（3）大量气体分子的速率分布呈现中间多 （占有分子数目多）两头少（速率大或小的 分子数目少）的规律． 当温度升高时，“中间多”的这一“高 峰”向速率大的一方移动，即速率大的分子 数目增多，速率小的分子数目减少，分子的 平均速率增大．
3．影响气体压强的两个因素： （1）气体分子的平均动能．从宏观上看是气
体的温度． （2）单位体积内的分子数 （即分子的密集程
度） ，从宏观上看是气体的体积．
三、对气体实验定律的微观解释
1．玻意耳定律 ：
m、T一定（E一定）
Vn0 p Vn0 p
2．查理定律
m、V一定（n0一定）
TEp TEp
3．盖·吕萨克定律
第八章 气体
二、气体分子动理论
一、气体分子运动的特点
1．气体分子的微规模型： 气体分子看作没有相互作 用力的质点——理想气体 的微观模型．
气体分子间距离大 （约为分子直径的10倍） 分子力小（可忽略），所 以气体没有一定的形状和 体积．
气体分子的碰撞
2．气体分子运动符合统计规律
（1）统计规律：大量偶然事件的整体表现出来的规律叫 做统计规律．
二、气体压强的产生
点 击 右 图 观 看 雨 滴 打 击 伞 面
大量的雨滴持续的打在伞面上，对伞面形成均匀的压力
1．气体的压强是大量的气体分子频繁地碰撞容 器壁而产生的．
盘 上点 的击 模左 拟图 演观 示看
大 量 钢 珠 倒 在 台 秤 秤
2．气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位 面积上的平均作用力．