物理Chp大一下物理學習教案

1、會計學1物理物理(wl)Chp大一下物理大一下物理(wl)第一頁，共77頁。第10章 氣體(qt)動理論阿伏伽德羅常數(shù)(NA) ： 1 mol 的任何物質含有(hn yu)的分子數(shù)。123Amol10367136022. 6N自然界所有的物質實體(sht)都是由分子組成分子間存在相互作用力。 固體分子之間的作用力最大； 氣體分子之間的作用力最??； 液體分子之間的作用力介于固體和液體之間。第1頁/共77頁第二頁，共77頁。10-1 麥克斯韋(mi k s wi)速率分布10-3 理想氣體壓強(yqing)公式10-4 溫度的微觀本質10-5 能量均分定理 理想氣體的內能10-6 真實氣體10-7

2、 氣體分子的平均自由程和碰撞頻率10-8 氣體內的輸運過程10-9 熱力學第二定律的統(tǒng)計意義和熵第10章 氣體動理論第2頁/共77頁第三頁，共77頁。10-1 麥克斯韋速率(sl)分布對多粒子(lz)體系的兩種描述宏觀量: 以系統(tǒng)整體為研究對象，表征其整體特征。微觀量: 以系統(tǒng)內子系為研究對象，表征子系的特征。 宏觀量是大量粒子運動的集體表現(xiàn)，決定于微觀量的統(tǒng)計平均值。統(tǒng)計規(guī)律: 大量偶然事件整體所遵從的規(guī)律不能預測 多次重復 拋硬幣: 拋大量次數(shù)，出現(xiàn)正反面次數(shù)約各1/2，呈現(xiàn)規(guī)律性。第3頁/共77頁第四頁，共77頁。伽爾頓板實驗(shyn)每個小球落入哪個(n ge)槽是偶然的少量(sho

3、ling)小球按狹槽分布有明顯偶然性小球按狹槽分布呈現(xiàn)擲骰子: 擲大量次數(shù)，每點出現(xiàn)次數(shù)約1/6，呈現(xiàn)規(guī)律性。漲落:實際出現(xiàn)的情況與統(tǒng)計平均值的偏差第4頁/共77頁第五頁，共77頁。：1) 群體規(guī)律：只能通過大量偶然事件總體顯示出來， 對少數(shù)事件不適用。近近似似規(guī)規(guī)律律統(tǒng)統(tǒng)計計規(guī)規(guī)律律 個個體體規(guī)規(guī)律律簡簡單單疊疊加加統(tǒng)統(tǒng)計計規(guī)規(guī)律律 2) 量變質變：整體特征占主導地位例：理想氣體實驗定律， 3) 與宏觀條件(tiojin)相關 如：伽爾頓板中釘?shù)姆植技?孔的位置4) 伴有漲落(zhn lu)第5頁/共77頁第六頁，共77頁。研究對象: 處于(chy)平衡態(tài)的理想氣體系統(tǒng)設總分子(fnz)數(shù)為

4、 N0N 速率在 v v + v 區(qū)間內分子數(shù)與v、v 有關0NN 分子速率處在 v v + v 區(qū)間的概率與 v、v 有關vvvdd00lim0NNNN分子速率在 v 附近單位速率區(qū)間內的概率(概率密度) 是 v 的函數(shù)第6頁/共77頁第七頁，共77頁。速率分布(fnb)函數(shù)vvdd)(0NNf 平衡態(tài)下，無外力場作用時，理想氣體(l xin q t)分子按速率分布服從麥克斯韋速率分布律。麥克斯韋速率(sl)分布函數(shù)22232e)2(4)(vvvkTkTf是分子的質量231A1.38 10 J KRkN玻耳茲曼常數(shù)第7頁/共77頁第八頁，共77頁。v2v1 在麥克斯韋速率分布曲線下的任意(r

5、ny)一塊面積等于相應速率區(qū)間內分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比。0d)(21NNfvvvv歸一化條件(tiojin)0dd)(NNfvv1d)(0vvff(v) vO第8頁/共77頁第九頁，共77頁。00000d)( d NfNNNvvvvv1. 平均(pngjn)速率0d)( vvvvfMRTMRTkT60. 188v第9頁/共77頁第十頁，共77頁。MRTMRTkT73. 1332v2. 方均根速率(sl)3. 最概然速率(sl) (最可幾速率(sl) 0)(ddvvfMRTMRTkT41. 122pvmkTf3d)(022vvvvf(v) vpvO第10頁/共77頁第十一頁，共77頁。2pvv

6、vf(v) vpvv2vOMRT60. 1vMRT73. 12vMRT41. 1pv第11頁/共77頁第十二頁，共77頁。解：(1) T1 T2物體(wt)A的熵變1AddTQS物體(wt)B的熵變2BddTQS 孤立(gl)系統(tǒng)的總熵變12dddTQTQS0孤立系統(tǒng)第72頁/共77頁第七十三頁，共77頁。 解: 設想氣體(qt)的膨脹在可逆的等溫過程下進行VpQddTVpTQSddd2121dlnVVVVSRRVVRTpV 第73頁/共77頁第七十四頁，共77頁。 一定量的理想氣體向真空作絕熱自由(zyu)膨脹，體積由V增至為2V，在此過程中氣體的： (A) 內能不變，熵增加 (B) 內能不變，熵減少 (C) 內能不變，熵不變 (D) 內能增加，熵增加 A 思考(sko): 結冰過程和化冰過程都是熵增加嗎?第74頁/共77頁第七十五頁，共77頁。 小精靈并沒有對系統(tǒng)作功，卻使原來處于熱平衡的系統(tǒng)重新(chngxn)產(chǎn)生了溫差，系統(tǒng)的熵降低了。 麥克斯韋(mi k s wi)妖的功勛使我們把信息和熵聯(lián)系起來。信息熵定義(dngy)：為信息量的缺損。第75頁/共77頁第七十六頁，共77頁。阿伏伽德羅引入的“分子”概念克勞修斯提出了理想氣體分子運動模型、引進統(tǒng)計概念推導理想氣體壓強公式 麥克斯韋于發(fā)現(xiàn)分子熱運動的無規(guī)性，導出了麥克斯韋速率分布(fnb)律玻