物理-19熱學理想氣體物態(tài)方程

二、理想氣體的熱動平衡的統(tǒng)計規(guī)律（平衡態(tài)）1、沒有一個分子比其他分子占有優(yōu)勢；2、分子均勻分布，任一位置單位體積內的分子數(shù)不比其它位置占優(yōu)勢；3、分子沿任一方向的運動不比沿其它方向的運動占優(yōu)勢；分子速度在各個方向上的分量的各種平均值都相等。vi

vix

i

viy

j

viz

k分子運動速度vx

vy

vz

0各方向運動概率均等iixNNv

1

(vx

1)

1

v

0x

方向速度平方的平均值各方向運動概率均等

ixix

1N22v

v2z22yxvv

v

v2

v2

v2

v2x

y

z213v二、理想氣體的熱動平衡的統(tǒng)計規(guī)律（平衡態(tài)）1、沒有一個分子比其他分子占有優(yōu)勢；2、分子均勻分布，任一位置單位體積內的分子數(shù)不比其它位置占優(yōu)勢；3、分子沿任一方向的運動不比沿其它方向的運動占優(yōu)勢；分子速度在各個方向上的分量的各種平均值都相等。三、理想氣體壓強公式氣體壓強的微觀機制：壓強是大量分子對容器壁發(fā)生碰撞，從而對容器壁產生沖力的宏觀效果。理想氣體的壓強氣體分子在單位時間內施與器壁單位面積上的沖量。-

mvixmvix2Avi

ozyz

xxA1viviy三、理想氣體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

A1

壁面所受壓強yvixvizo三、理想氣體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

A1

壁面所受壓強-

mvixmvix2Avi

oyzyz

xxA1分子數(shù)密度n：

單位體積內的分子個數(shù)n

NV質量密度：

nm三、理想氣體壓強公式

理想氣體壓強公式：k2

1

mv2k3P

2

nV分子平均平動動能：分子數(shù)密度：n

N統(tǒng)計關系式微觀量的統(tǒng)計平均值宏觀可測量量§12-4理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關系一、理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關系k理想氣體壓強公式：

p

2

n3理想氣體物態(tài)方程:

p

nkTk2分子平均平動動能：

1

mv22k

3

kT

3

kT2宏觀可測量微觀量的統(tǒng)計平均二、溫度T

的物理意義1、溫度是分子平均平動動能的量度.k

T2、溫度是大量分子的集體表現(xiàn).3、在同一溫度下各種理想氣體分子平均平動動能均相等.說明：溫度是個統(tǒng)計概念，由微觀粒子動能的統(tǒng)計平均值決定。說少數(shù)幾個分子具有多高的溫度是無意義的。122kmv

3

kT2

小結一、理想氣體物態(tài)方程一定量理想氣體，質量為成，每個氣體分子質量為m。pV

νRT

m

RTMm，由N個理想氣體分子組P

nkT1231038

JKk

R

NA

1./玻耳常量n

=N/V氣體分子數(shù)密度質量密度：

nm二、理想氣體壓強公式分子平均平動動能：k2

1

mv2k3p

2

n分子數(shù)密度：Vn

N三、理想氣體分子的平均平動動能與溫度的關系122kmv

3

kT2

例1（12-1題）1、一瓶氦氣和一瓶氮氣分子數(shù)密度相同，分子平均平動動能相同，都處于平衡狀態(tài)，則：溫度、壓強都不同.溫度相同，氦氣壓強大于氮氣壓強.溫度相同、壓強相同.溫度相同，氦氣壓強小于氮氣壓強.例22、一瓶氦氣和一瓶氮氣質量密度相同，分子平均平動動能相同，都處于平衡狀態(tài)，則：溫度相同、壓強相同.溫度、壓強都不同.溫度相同，氦氣壓強大于氮氣壓強.溫度相同，氦氣壓強小于氮氣壓強.3、理想氣體體積為V，壓強為p，溫度為T.一個分子的質量為m，k為玻耳常量，R為摩爾氣體常量，則該理想氣體的分子數(shù)為：（A）（C）pV

mpV

(RT

)(kT

)（B）

pV（D）

pV

(mT

)例3§12-5

能量均分定理 理想氣體內能一、1、度i度:決定一個物體在空間的位置所需的

獨立坐標數(shù)稱為該物體的

度數(shù)。2、理想氣體分子（剛性分子）的

度1）單原子分子i

=3

平動

度質點——位置（

x、y、z）§12-5

能量均分定理 理想氣體內能一、1、度i度:決定一個物體在空間的位置所需的獨立坐標數(shù)稱為該物體的 度數(shù)。2、理想氣體分子（剛性分子）的

度單原子分子i

=3

（3個平動

度）雙原子分子位置x、y、z剛性細桿方向

、βi

=5

（3個平動+2個轉動）§12-5

能量均分定理 理想氣體內能一、1、度i度:決定一個物體在空間的位置所需的獨立坐標數(shù)稱為該物體的 度數(shù)。2、理想氣體分子（剛性分子）的

度1）單原子分子i

=3

（3個平動+0個轉動）2）雙原子分子i

=5

（3個平動+2個轉動）剛體x、y、z方向

、β自轉角度3）多原子分子位置Cxz

y§12-5

能量均分定理 理想氣體內能一、1、度i度:決定一個物體在空間的位置所需的獨立坐標數(shù)稱為該物體的 度數(shù)。2、理想氣體分子（剛性分子）的

度1）單原子分子i=3（3個平動+0個轉動）2）雙原子分子i=5（3

個平動+2

個轉動）3）多原子分子i=6（3個平動+3

個轉動）剛性分子

度度分子t

平動r

轉動i

總單原子分子303雙原子分子325多原子分子336i

t

r處于平衡態(tài)溫度為T

的理想氣體，若將氣體分子看作剛性分子，如果分子有

t

個平動 度，r

個轉動 度，則:若將分子看作非剛性分子，還要考慮分子的振動動能，按一定的原則確定振動 度。（略）二、能量均分定理（玻耳

假設）平衡態(tài)理想氣體分子平均平動動能kTk2

21

32

mv

zyx1

kT2121212222mv

mv

mv

溫度為T

的平衡態(tài)理想氣體分子的每一個

度對應一份相同的能量：222

213v2

v2

v2

v2

,x

y

zvv

v

v

zyx21

kT2z2y212122xmvmvmv1

12

2mv

kT32二、能量均分定理（玻耳

假設）（*重點*）氣體處于平衡態(tài)時，分子任何一個度的平均能量都相等，均為1

kT2———能量按

度均分定理（一個）分子平均總動能總

i

kT2單原子雙原子2總

3

kT2

5

kT總總

6

kT2多原子三、理想氣體的內能（*重點*）1、內能：與系統(tǒng)內所有分子熱運動相關的能量。動能相互作用勢能化學能、核能（理想氣體不考慮相互作用勢能）（不涉及化學反應、核反應）2、理想氣體的內能：組成理想氣體系統(tǒng)的全部分子的平均總動能之和。三、理想氣體的內能（*重點*）