7-1理想氣體的壓強公式-安徽理工大學

1、安徽理工大學 2005級《大學物理》,物理教研室,熱學,研究對象:,熱現象 : 物質與溫度有關的物理性質的變化的規(guī)律。,熱運動 : 構成宏觀物體的大量微觀粒子的永不 休止 的無規(guī)運動 .,研究方法,1. 熱力學 —— 宏觀描述,實驗經驗總結， 給出宏觀物體熱現象的規(guī)律，從能量觀點出發(fā)，分析研究物態(tài)變化過程中熱功轉換的關系和條件 .,1）具有可靠性； 2）知其然而不知其所以然；

2、 3）應用宏觀參量 .,2. 氣體動理論 —— 微觀描述,研究大量數目的熱運動的粒子系統(tǒng)，應用模型假設和統(tǒng)計方法 .,1）揭示宏觀現象的本質； 2）有局限性，與實際有偏差，不可任意推廣 .,玻耳茲曼,氣體動理論,第七章,麥克斯韋,第一講 理想氣體的壓強公式第二講 理想氣體的內能、 能量均分定理第三講 麥克斯韋速率分布律氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程,,《氣體動理論》主要內容:,第一

3、講 理想氣體的壓強公式,本次課內容,§7-1 物質的微觀模型 統(tǒng)計規(guī)律性§7-2 理想氣體的壓強公式 課本 pp226—232；練習冊 第十五單元,1. 了解氣體分子熱運動的圖像 .,2. 理解理想氣體的壓強公式， 通過推導氣體壓強公式，了解從提出模型、進行統(tǒng)計平均、建立宏觀量與微觀量的聯系，到闡明宏觀量的微觀本質的思想和方法 . 能從宏觀和微觀兩方面理解壓強和溫度等概念

4、 . 了解系統(tǒng)的宏觀性質是微觀運動的統(tǒng)計表現 .,本次課教學基本要求,宏觀物體都是由大量不停息地運動著的、彼此有相互作用的分子或原子組成 .,利用掃描隧道顯微鏡技術把一個個原子排列成 IBM 字母的照片.,現代的儀器已可以觀察和測量分子或原子的大小以及它們在物體中的排列情況, 例如 X 光分析儀,電子顯微鏡, 掃描隧道顯微鏡等.,對于由大量分子組成的熱力學系統(tǒng)從微觀上加以研究時, 必須用統(tǒng)計的方法.,§7-1 物質

5、的微觀模型 統(tǒng)計規(guī)律性,,1. 分子的數密度和線度,阿伏伽德羅常數：1 mol 物質所含的分子（或原子）的數目均相同 .,例 常溫常壓下,分子數密度（ ）：單位體積內的分子數目.,2.　分 子 力,3.　分子熱運動的無序性及統(tǒng)計規(guī)律,熱運動：大量實驗事實表明分子都在作永不停止的無規(guī)運動 .,例 : 常溫和常壓下的氧分子,當 時，分子力主要表現為斥力；當 時，分子力主要表

6、現為引力.,對于由大量分子組成的熱力學系統(tǒng)從微觀上加以研究時，必須用統(tǒng)計的方法 .,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,小球在伽爾頓板中的分布規(guī)律 .,統(tǒng)計規(guī)律 當小球數 N 足夠大時小球的分布具有統(tǒng)計規(guī)律.,設 為第 格中的粒子數 .,概率 粒子在第 格中出現的可能性大小 .,歸一化條件,粒子總數,1）分子可視為質點； 線度間距

7、 ;,2）除碰撞瞬間, 分子間無相互作用力；,一. 理想氣體的微觀模型,4）分子的運動遵從經典力學的規(guī)律 .,3）彈性質點（碰撞均為完全彈性碰撞）；,§7-2 理想氣體的壓強公式,設 邊長分別為 x、y 及 z 的長方體中有 N 個全同的質量為 m 的氣體分子，計算 壁面所受壓強 .,二 . 理想氣體壓強公式,2）分子各方向運動概率均等,分子運動速度,熱動平衡的統(tǒng)計規(guī)律 （ 平衡態(tài) ）,1）

8、分子按位置的分布是均勻的,大量分子對器壁碰撞的總效果 ： 恒定的、持續(xù)的力的作用 .,單個分子對器壁碰撞特性 : 偶然性 、不連續(xù)性.,各方向運動概率均等,方向速度平方的平均值,各方向運動概率均等,2）分子各方向運動概率均等,分子運動速度,分子施于器壁的沖量,單個分子單位時間施于器壁的沖量,x方向動量變化,兩次碰撞間隔時間,單位時間碰撞次數,單個分子遵循力學規(guī)律,單位時間 N 個粒子對器壁總沖量,大量分子總效應,單個分子單位時間施于器