医用物理学07分子动理论

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1、第七章　分子动理论1、掌握理想气体分子状态方程、压强公式、能量公式。2、理解理想气体分子能量按自由度均分原理。3、掌握表面张力、弯曲液面下的附加压强。4、理解毛细现象和气体栓塞现象。5、了解表面能、表面活性物质。1§7－1　物质的微观结构一、基本概念二、物质的微观结构2一、基本概念2、微观量：用来描述单个微观粒子的物理量：m、v等。1、微观粒子：组成宏观物体的大量微观分子或原子。3、宏观量：表示大量分子集体特性的物理量：压强、温度、体积等。4、热运动：大量分子的无规则运动称为热运动。3二、物质的微观结构分子动理论：

2、微观理论，运用统计方法建立宏观量与相应微观量平均值之间的关系。1.宏观物质由大量不连续的微观粒子(分子或原子)组成。2、分子不停地作无规则运动（平动、转动、振动），剧烈程度与温度有关，这种运动称这为热运动。4二、物质的微观结构3、组成物质的分子间有相互作用力。12F引F斥Frr0r´斥力：物体体积不能无限缩小引力：分子能结合成物体的凝聚态短程力5§7－2　理想气体分子动理论一、理想气体的状态方程二、理想气体的微观模型三、理想气体的压强公式四、理想气体的能量公式五、理想气体定律的推导六、能量均分定理和理想气体的内能6

3、一、理想气体的状态方程一个气体系统，在不受外界影响的条件下，其宏观性质不随着时间改变的状态称为平衡态。1、平衡态2、状态参量气体所占的体积,m3,1L=10-3m31Pa=1N/m2,1atm=1.013×105Pa热力学温度，单位：K7一、理想气体的状态方程在任何情况下绝对遵守玻意耳－马略特定律、盖－吕萨克定律和查理定律的气体。3、理想气体玻意耳－马略特定律盖－吕萨克定律查理定律8一、理想气体的状态方程4、理想气体状态方程理想气体的p，V，T在气体的温度不太低、压强不太高时，满足气体的质量摩尔气体常量（8.31J

4、/mol.K）摩尔质量9二、理想气体的微观模型分子间及分子和容器壁之间碰撞完全弹性。1、单个分子的力学性质假设分子当作质点，不占体积；分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力。10二、理想气体的微观模型2、对分子集体的统计假设同种气体的分子的大小和质量完全相同。分子所受的重力忽略不计。气体处于平衡态时，分子的空间分布均匀（即各部分的密度均匀），分子沿各个方向运动的概率相等。VxVyVzV11三、理想气体的压强公式1、压强的宏观意义2、气体压强的微观意义12三、理想气体的压强公式3、压强大小的定性分析P与分子数密度、分子

5、质量、速度或温度有关。13三、理想气体的压强公式4、压强公式的推导A1A20xyzLLLV1xV1yV1zV1V1x-V1x-V1xV1x单个分子碰撞一次碰撞频率单位时间内动量变化14三、理想气体的压强公式4、压强公式的推导单个分子在单位时间内的动量变化为N个分子在单位时间内的动量变化15三、理想气体的压强公式4、压强公式的推导令单位体积分子数A1面受到的压强容器中所有分子的平均值16三、理想气体的压强公式5、压强公式分析分子平均平动动能单位体积分子数气体的宏观量与微观量建立了联系。17四、理想气体的能量公式18五

6、、能量均分定理和理想气体的内能1、自由度：决定一个物体在空间位置所需要的独立坐标的数目，称为物体的自由度。分子在每个运动自由度上的平均平动动能都是自由度均分原理19五、能量均分定理和理想气体的内能1、自由度：决定一个物体在空间位置所需要的独立坐标的数目，称为物体的自由度。2、单原子气体分子自由度3.总自由度（平动自由度）其模型可用一个质点来代替。20五、能量均分定理和理想气体的内能3、双原子气体分子如H2、O2等为双原子气体分子。平动自由度转动自由度总自由度其模型可用两个刚性质点模型来代替。每个原子三个自由度，但有

7、一个约束条件21五、能量均分定理和理想气体的内能4、多原子气体分子如CO2、H2O等为三原子气体分子。BCA总自由度其模型可用三个刚性质点来代替。每个原子三个自由度，但有三个约束条件平动自由度转动自由度22五、能量均分定理和理想气体的内能5、理想气体的内能分子间相互作用可以忽略不计分子间相互作用的势能=0理想气体的内能=所有分子的热运动动能之总和单原子双原子多原子23五、能量均分定理和理想气体的内能一定质量理想气体的内能为24例1例：讨论：设氢和氦的温度相同，摩尔数相同，那么这两种气体(1)分子的平均平动动能是否相

8、等？(2)分子的平均总动能是否相等？(3)内能是否相等？25六、理想气体定律的推导1、阿伏伽德罗定律阿伏伽德罗定律：在相同的温度和压强下，各种气体在相同的体积内所含的分子数相等。26六、理想气体定律的推导2、道尔顿分压定律混合气体质量：分子数密度：各种气体单独存在的压强混合气体的压强：27例2解：例：一真空管，在0C时其真空度为1.33×10-3Pa,求真