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1、大学物理电子教案气体动理论一了解气体分子热运动的图像.二理解理想气体的压强公式和温度公式，通过推导气体压强公式，了解从提出模型、进行统计平均、建立宏观量与微观量的联系，到阐明宏观量的微观本质的思想和方法.能从宏观和微观两方面理解压强和温度等概念.了解系统的宏观性质是微观运动的统计表现.教学基本要求三了解自由度概念，理解能量均分定理，会计算理想气体（刚性分子模型）的定体摩尔热容、定压摩尔热容和内能.五了解气体分子平均碰撞次数和平均自由程.四了解麦克斯韦速率分布律、速率分布函数和速率分布曲线的物理意义.了解气体分子热运动的三种统计速度.热学是研究物体热运动的性质和规律的学科一、宏观物体
2、：由大量微观粒子组成。二、热运动：指宏观物体内大量微观粒子无规则的运动。三、研究热运动的方法：宏观：实验的方法微观：统计的方法热力学分子物理重点：研究理想气体的热运动气体动理论从组成气体的分子、原子的运动和相互作用出发每个分子遵循力学规律。用统计的方法阐明大量分子热运动的性质及规律。(统计物理）有固、液、气体，等离子体，辐射场，生命体等。第七章气体动理论热学的几个基本概念一气体的物态参量气体的压强P作用于容器器壁上单位面积上的正压力.气体的体积V气体所占容器的体积.热力学温度T物体冷热程度的量度.P、V、T是描述气体宏观性质的物理量,称为宏观量.而把气体分子的质量、速度、体积等物理
3、量称为微观量.二P、V、T的单位在国际单位制(SI)中P的单位名称是帕斯卡,符号为Pa.1Pa=1N·m2V的单位名称是立方米,符号为m3.T的单位名称是开尔文,符号为K.单位换算关系:标准大气压(atm)1atm=1.013105Pa摄氏温标(t),符号为0C,t=T–273.15三平衡态（又称热动平衡态，是一种理想状态）一定质量的气体，与外界无能量交换，内部无化学反应、仅由于分子热运动使气体内各部分达到：密度均匀、温度T均匀、压强P均匀核反应，并且气体的状态参量不随时间而变化的状态.四理想气体的物态方程一般气体在温度不太低、压强不太大时,都可近似当作理想气体.在平衡态时,理想
4、气体的物态方程为m:气体的质量M:气体的摩尔质量,即1mol气体分子的质量.例如,氧气的摩尔质量M=3210-3kg·mol-1:气体的摩尔数R:摩尔气体常量.在国际单位制中,R=8.31J·mol-1·K-1几个概念区分与联系：1、分子数，摩尔数2、质量，摩尔质量3、密度，分子数密度4、标准大气压，mmHg5、阿伏伽德罗常数，摩尔气体常数，波尔兹曼常数71物质的微观模型统计规律性一分子的数密度和线度*1mol的气体中含有NA=6.0221023个分子NA:阿伏伽德罗常数*气体两分子间的平均距离是本身线度10-10m的10倍*分子热运动的平均速率是*单位体积内的分子数称为分子数密
5、度,用符号n表示.二分子力rFOr0斥力引力*r0约为10-10m*分子力是短程力(力程约为10-9m).因此,气体在低压情况下,其分子之间的作用力可以不考虑.*分子的平均碰撞频率是（10亿次）*平均自由程分子热运动的无序性及统计规律性*分子作永不停息的热运动*分子间极其频繁而又无法预测的碰撞导致分子运动的无序性,使得单个分子在某时刻的位置、速度具有偶然性.*大量分子的集体表现一定存在一种统计规律。用统计的方法，求大量分子的微观量的统计平均值来解释实验中所测得的宏观性质本章将要讨论的麦克斯韦气体分子速率分布律、能量均分定理、气体的压强公式和温度公式等都是大量气体分子统计规律性的表现
6、.统计平均值例、在标准状态下，1cm3气体分子个数的数量级是N=1019个，求：在各个方向上N个分子速度分量的统计平均值以及速度分量平方的统计平均值.在平衡态下,按统计的观点,分子沿各方向运动的可能性相等.因此,同理显然在平衡态下,按统计的观点因此其中写成7–2理想气体的压强公式一理想气体的微观模型微观模型:(1)分子没有大小;(2)分子间没有相互作用;(3)弹性碰撞统计假设：研究长方体中有N个理想气体分子，每个质量为m，每个分子速度的大小、方向各不相同，在热动平衡下，分子与6个壁都要碰，各个面所受的压强相等。研究一个侧面：（1）先研究一个分子：遵循力学规律具有速度简化为正碰二理想
7、气体的压强公式（1）容器中任一位置处单位体积的分子数不比其它位置占优势（2）分子沿任何方向运动（个数、速率）不比其它方向占优势*分子与侧壁发生弹性碰撞，碰一次动量改变*相邻两次碰撞的时间间隔为*单位时间碰撞的次数为*单位时间内该分子动量的改变为：*分子的动量为什么改变？因受侧壁的作用力，根据动量定理（2）再研究一个分子（3）N分子受侧壁的作用力N个分子对侧壁的作用力为NN分子对侧壁的压强其中是分子平均平动动能采用力学规律和统计方法求得了压强注意10P的意义：大量分子与
