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宏观量——状态参量
表征大量分子的整体特征的量
如:压强 p、体积 V、温度 T 等。
微观量
描述系统内个别微观粒子特征的物理量
如:分子的质量、直径、速度、动量、能量等。
微观量与宏观量有一定的内在联络。
分子处在不停止的无规则的热运动之中
布朗运动
一般气体分子热运动的概念:
分子的密度
31019 个分子/cm3 = 3千 亿个分子/cm3 ;
常见气体的直径大概 ;
相邻分子中心的平均间距
分子热运动的平均速度约 v = 500m/s ;
分子的平均碰撞次数约 z = 1010 次/秒;
分子碰撞的瞬间,时间大概是10-13秒。
(1)无序性
某个分子的运动,是杂乱无章的,无序的;各个分子之间的运动也不相似,即无序性;这正是热运动与机械运动的本质区别。
(2)记录性
但从大量分子的整体的角度看,存在一定的记录规律,即记录性。
例如:
在平衡态下,气体分子的密度是均匀的。(分子运动是永恒的)
二 .理想气体分子模型
★ 理想气体的分子模型是弹性的自由运动的质点。
·气体分子当作质点,不占体积,运动遵从牛顿力学的规律;
·气体分子间的碰撞或分子和气壁的碰撞视为弹性碰撞,遵守动量守恒和能量守恒定律;
·分子之间除碰撞的瞬间外,无互相作用力,一般状况下,忽视重力。
三 .平衡态的记录规律
2)平衡态时分子各方向运动概率均等
1)平衡态时分子按位置的分布是均匀的,即分子数密
度到处同样,不受重力影响;
所有分子在 x 方向的平均速度:
由于分子沿 x 轴正向和 x 轴负向的运动概率是相似的,因此,在 x 方向上分子的平均速度为 0 。
各方向运动概率均等
所有分子速度在x方向的方均值:
各方向运动概率均等
同理,
四 压强公式的推导
理想气体的压强是大量气体分子在单位时间内作用在单位面积上的冲量的记录平均值。
a. 运用理想气体模型;
b. 运用平衡态的记录假设。