文档介绍：第二章气体分子运动论的基本概念(Based concepts of ic theory of molecule of gases)
一、物质是由大量的原子或分子组成
二、分子热运动
1、分子或原子处于不停的热运动
扩散(Diffusion)
布朗运动(Bonown motion)
利用扫描隧道显微镜技术把一个个原子排列成 IBM 字母的照片.
§1 、物质的微观模型
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2、涨落现象
这种偏离统计平均值的现象称为涨落现象
可以证明,在粒子数可自由出入的某空间范围内的粒子数的相对涨落反比于系统中粒子数N的平方根。
粒子数越少,涨落现象越明显。
应用:
小镜子的小角度振荡
涨落电流的热噪声
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三、分子间的吸引力与排斥力
r
f
o
力
分
子
斥
力
引
力
1、吸引力和排斥力
很多物质的分子引力作用半径约为分子直径的两倍左右,超过这一距离,分子间相互作用力已很少。
排斥力作用半径就是两分子刚好“接触”时两质心间的距离。
2、分子力与分子热运动
分子力是一种电磁相互作用力,故它是一种保守力,它应该有势能,称为分子作用力势能。
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§2 理想气体的压强 pressure of perfect gases
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一、. 理想气体的微观假设
(1)大小—分子线度<<分子间平均距离;
(2)分子力—除碰撞的瞬间,在分子之间、分子与器壁之间无作用力;
(3)碰撞性质—弹性碰撞;
(4)服从规律—牛顿力学。
§2、理想气体的压强
( pressure of perfect gases)
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(对平衡态)
(2)由于碰撞,分子可以有各种不同的速度,
(1)无外场时,分子在各处出现的概率相同,
速度取向各方向等概率,
即:
注意:
统计规律是有涨落(fluctuation)的,
统计对象的数量越大,涨落越小。
演示伽尔顿板(演示统计规律及涨落)
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二、理想气体压强公式的推导
前提:
平衡态,
忽略重力,
分子看成质点
(只考虑分子的平动);
设:同种气体,分子质量为m,
N—总分子数,
V—体积,
—分子数密度(足够大),
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取器壁上小面元dA(>>分子截面面积)
小柱体
dA
vixdt
x
器壁
= 2 ni mvix2 dt dA
dIi = (2mvix)(nivixdtdA)
dt内所有
分子对dA冲量:
第2步:
一个分子对dA量:
2mvix
第1步:
第3步:
dt内所有分子对dA冲量:
推导:
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有
由分子平均平动动能
—气体压强公式
第4步:
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§3. 温度的统计意义
(Statistical means of the temperature)
T是大量分子热运动平均平动动能的量度。
由此给出温度的统计意义—
称为方均根速率
(root-mean-square speed)
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