《氣體分子動(dòng)理論》PPT課件

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1、大學(xué)物理（2）主講教師龐紹芳職稱講師聯(lián)系方式pangshaofang@126.com新學(xué)期新起點(diǎn)希望大家取得好成績2作業(yè)：統(tǒng)一作業(yè)，每章一套題答疑時(shí)間：周三9：00——10：00答疑地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓321考試分值分配：平時(shí)成績（考勤、作業(yè)等）10%期中成績（學(xué)期中旬）20%期末成績70%3本學(xué)期大學(xué)物理的主要內(nèi)容：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波波動(dòng)光學(xué)量子物理基礎(chǔ)熱學(xué)上冊上冊下冊下冊4八、參考書目?《新概念物理教程》（一套五冊），趙凱華，羅蔚茵?《普通物理學(xué)》（一套五冊），程守洙，江之永主編《新編基礎(chǔ)物理學(xué)》（上、下），科學(xué)出版社王少杰著《物理學(xué)教程》（上、下），高等教育

2、出版社，馬文蔚《大學(xué)物理》（上、下），西安交通大學(xué)出版社，吳百詩著《大學(xué)物理導(dǎo)學(xué)與導(dǎo)考》，陜西科技出版社，常琳著………5熱學(xué)6目錄概述第7章氣體分子動(dòng)理論第8章熱力學(xué)基礎(chǔ)7一、熱學(xué)的研究對象和內(nèi)容▲對象：宏觀物體（大量分子原子系統(tǒng)）或物體系—熱力學(xué)系統(tǒng)。外界系統(tǒng)外界▲內(nèi)容：與熱現(xiàn)象有關(guān)的性質(zhì)和規(guī)律。概述8二、描述方法1.宏觀描述------從整體上描述系統(tǒng)的狀態(tài)和屬性。宏觀量：一般可以直接測量。如P、V、T等2.微觀描述------描述系統(tǒng)內(nèi)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。微觀量：一般不能直接測量。如分子的質(zhì)量m、速度v等宏觀量是相應(yīng)的微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值宏觀量是大量

3、粒子運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)91.熱力學(xué)—宏觀理論從宏觀的實(shí)驗(yàn)規(guī)律出發(fā)?系統(tǒng)的各種宏觀性質(zhì)之間的聯(lián)系優(yōu)點(diǎn)：可靠、普遍。缺點(diǎn)：未揭示微觀本質(zhì)2.統(tǒng)計(jì)物理—微觀理論（初級(jí)理論為氣體動(dòng)理論)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)+統(tǒng)計(jì)方法優(yōu)點(diǎn):揭示熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)缺點(diǎn):受模型局限,普遍性較差普通物理的任務(wù):熱現(xiàn)象的基礎(chǔ)知識(shí)三、研究熱現(xiàn)象的兩大分支宏觀法與微觀法相輔相成10氣體動(dòng)理論：微觀理論，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法建立宏觀量與相應(yīng)微觀量平均值之間的關(guān)系熱力學(xué)：宏觀理論，從能量觀點(diǎn)出發(fā)，研究熱現(xiàn)象的宏觀規(guī)律11第7章氣體動(dòng)理論12（回顧與理解）分子熱運(yùn)動(dòng)分子的觀點(diǎn)：宏觀物質(zhì)由大量不連續(xù)的微觀粒子(分子或原

4、子)組成分子運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)：分子都在不停地作無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)一.氣體動(dòng)理論基本觀點(diǎn)分子力的觀點(diǎn)：分子之間有相互作用力----引力和斥力13斥力引力合力ro：平衡距離~10-10md：分子有效直徑----此時(shí)分子速率減為零----此時(shí)合力為零時(shí)分子力可忽略14二.氣體分子的特點(diǎn)?。好總€(gè)分子的直徑約為10-10m多：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下每摩爾氣體約有6?1023個(gè)分子快：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的平均速率約為每秒幾百米亂：雜亂無章、瞬息萬變的運(yùn)動(dòng)15三.統(tǒng)計(jì)規(guī)律伽爾頓板實(shí)驗(yàn)小釘?shù)葘挭M槽小球落在哪個(gè)槽是偶然事件大量小球一個(gè)一個(gè)投入或一次投入，分布情況大致相同16說明：某次測量值與統(tǒng)計(jì)平均值之

5、間總有偏離----漲落(起伏)現(xiàn)象構(gòu)成整體偶然事件數(shù)量越大，漲落現(xiàn)象就越不明顯在一定的條件下，大量的偶然事件在整體上存在著一種必然規(guī)律性----統(tǒng)計(jì)規(guī)律17統(tǒng)計(jì)規(guī)律的特點(diǎn)1、它不是描述個(gè)別粒子個(gè)別性質(zhì)，而是描述大量粒子的綜合性質(zhì)，2、統(tǒng)計(jì)規(guī)律是確定的不變的，不是說既可以這樣，又可以那樣的。3、統(tǒng)計(jì)規(guī)律必然會(huì)伴隨著漲落現(xiàn)象。正因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)規(guī)律是大量粒子表現(xiàn)出來的綜合行為。18四.概率簡寫為概率:在一定條件下，某偶然事件出現(xiàn)的可能性的大小設(shè)N為實(shí)驗(yàn)總次數(shù)，NA為事件A出現(xiàn)的次數(shù)，則19對n件事件：----歸一化條件任一事件的幾率滿足202.統(tǒng)計(jì)平均值測量物理量M

6、:M1、M2、?Mn出現(xiàn)次數(shù)分別為N1、N2、?NnM的算術(shù)平均值為21----統(tǒng)計(jì)平均值N足夠大：平均值真實(shí)值22§7.1熱力學(xué)系統(tǒng)　平衡態(tài)　狀態(tài)參量一.熱力學(xué)系統(tǒng)外界:系統(tǒng)以外的物體系統(tǒng)與外界可以有相互作用例如：熱傳遞、質(zhì)量交換等系統(tǒng)?系統(tǒng)的分類開放系統(tǒng)封閉系統(tǒng)孤立系統(tǒng)熱力學(xué)所研究的具體對象，簡稱系統(tǒng)。23二.平衡態(tài)平衡態(tài):在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間改變的狀態(tài)。氣體真空平衡態(tài)*平衡態(tài)在P-V圖上對應(yīng)一個(gè)點(diǎn)（P、V、T）注意：1.平衡態(tài)是理想狀態(tài)3.不受外界的影響—孤立系統(tǒng)，與穩(wěn)態(tài)不同2.動(dòng)態(tài)平衡24三.狀態(tài)參量壓強(qiáng)—P：氣體施加于

7、器壁的正壓力1Pa=1N/m2,1atm=1.01325?105Pa體積—V：氣體分子能自由活動(dòng)的空間溫度—T：熱物理學(xué)的狀態(tài)量，反映物體的冷熱程度K1.狀態(tài)參量：描寫系統(tǒng)平衡態(tài)的變量A、B兩系統(tǒng)用絕熱板隔開各自達(dá)到平衡態(tài)2.熱平衡25A、B兩系統(tǒng)用傳熱板隔開兩系統(tǒng)各自的平衡態(tài)被破壞，最后達(dá)到共同的新的平衡狀態(tài)——熱平衡3.熱力學(xué)第零定律設(shè)A和B、A和C分別達(dá)到熱平衡，則B和C一定達(dá)到熱平衡。ABABABCABC261.溫度與溫標(biāo)處于熱平衡的物體應(yīng)具有由一個(gè)共同的物理量所決定的宏觀性質(zhì)——溫度溫標(biāo)——溫度的數(shù)值表示法華氏溫標(biāo):1714年荷蘭華倫海特,以水

8、結(jié)冰的溫度為32oF,水沸騰的溫度為212oF攝氏溫標(biāo):1742年瑞典天文學(xué)家攝