壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋課件

所有“物質(zhì)”都由“分子、原子”組成

分子是組成物質(zhì)的保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小單元，如：H2O,CO2,N2,……

原子是組成單質(zhì)和化合物的基本單元,它由原子核和電子組成.§4-2壓強(qiáng)和溫度的微觀解釋1物質(zhì)是由大量的原子或分子組成，且不連續(xù)的一、物質(zhì)的微觀模型2物質(zhì)分子處于不停頓的無規(guī)則運(yùn)動狀態(tài)由于分子之間頻繁的碰撞,使分子運(yùn)動速度的大小跳躍地改變著,運(yùn)動的方向無定向地改變著.物質(zhì)分子都在不停頓地作無規(guī)則運(yùn)動.與整體、定向運(yùn)動不同，質(zhì)心動量為零.布朗運(yùn)動3分子之間存在相互作用圖為分子力f與分子間距r的關(guān)系曲線.r0~10-10m當(dāng)r<r0時，分子主要表現(xiàn)為斥力當(dāng)r>r0時,分子主要表現(xiàn)為引力r~10-9m時,引力為零,故分子力是短程力.2概率設(shè)N為實(shí)驗(yàn)總次數(shù)，NA為事件A出現(xiàn)的次數(shù)，則在一定條件下，某偶然事件出現(xiàn)的可能性的大小。統(tǒng)計(jì)規(guī)律的特點(diǎn):（1）只對大量偶然的事件才有意義.（2）它是不同于個體規(guī)律的整體規(guī)律(量變到質(zhì)變).（3）總是伴隨著漲落.3.統(tǒng)計(jì)平均值測量物理量M:M1、M2、Mn出現(xiàn)次數(shù)分別為N1、N2、Nn

M的算術(shù)平均值為----統(tǒng)計(jì)平均值N足夠大：平均值真實(shí)值宏觀量：表征大量分子的整體特征的量.如溫度、壓強(qiáng)、熱容等，可由實(shí)驗(yàn)直接測量.微觀量：表征單個微觀粒子運(yùn)動狀態(tài)的物理量.如某個分子的質(zhì)量、速度、能量等，一般不能直接測量.三宏觀量和微觀量宏觀量是微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值.盡管個別分子的運(yùn)動雜亂無章,但從大量分子的整體來看，存在一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。(2)分子之間除碰撞的瞬間外,無相互作用力.(忽略重力)1理想氣體的微觀模型(1)分子當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，不占體積；(3)分子與分子,分子與器壁的碰撞為完全彈性碰撞.研究單個分子的運(yùn)動服從牛頓力學(xué).分子數(shù)目太多,無法解這么多的聯(lián)立方程.即使能解也無用.必須用統(tǒng)計(jì)的方法來研究.四、理想氣體的壓強(qiáng)和溫度3理想氣體壓強(qiáng)公式的推導(dǎo)設(shè)邊長為x,y,z的長方體容器中，有N個同類氣體分子(質(zhì)量m).研究A1受的壓強(qiáng)：第一步某個分子與A1面碰撞xyzxyzA1A2°?v1v′1vx對于分子，質(zhì)量m，碰撞瞬時速度v1則分子與A1面碰撞一次施加的沖量:2mvxx方向分子受到?jīng)_量第三步N個分子在1秒內(nèi)對A1的碰撞A1在1秒內(nèi)受到的沖量——平均作用力F1秒鐘A1受到分子的總沖量由于壓強(qiáng)公式定義平均平動動能壓強(qiáng)公式又可以寫成2）壓強(qiáng)公式表示了宏觀可測量壓強(qiáng)與微觀量（分子的數(shù)密度、分子平均平動動能）統(tǒng)計(jì)平均值之間的關(guān)系。3）壓強(qiáng)公式雖然是從立方體中推出的，對其他容器所得結(jié)果相同。4）大量分子與器壁不斷碰撞的結(jié)果，是統(tǒng)計(jì)平均值，對單個分子談壓強(qiáng)是毫無意義的。1）壓強(qiáng)的實(shí)質(zhì)是大量分子碰撞在單位面積器壁上的平均沖力。說明:壓強(qiáng)公式是一個統(tǒng)計(jì)規(guī)律，而不是力學(xué)規(guī)律.p=nkT只與溫度有關(guān)二理想氣體的溫度公式由理想氣體狀態(tài)方程玻耳茲曼常量由壓強(qiáng)公式有2)溫度是統(tǒng)計(jì)概念，只能用于大量分子.說明:1)平衡態(tài)下分子平均平動動能正比于氣體的溫度.3)

溫度標(biāo)志物體內(nèi)部分子無規(guī)運(yùn)動的劇烈程度.4)溫度是標(biāo)志氣體處于熱平衡狀態(tài)的物理量.5)分子運(yùn)動永不停息.熱力學(xué)零度不可能達(dá)到.例1某容器內(nèi)的分子數(shù)為1026m-3

，每個分子的質(zhì)量為3

×10-27kg，設(shè)其中六分之一分子數(shù)以速率v＝200m/s垂直地向容器的一壁運(yùn)動，其余的六分之五分子或離開此壁，或平行于此壁方向運(yùn)動。設(shè)分子與氣壁的碰撞為完全彈性碰撞，則（1)每個分子作用于氣壁的沖量I解（1）每個分子作用于氣壁的沖量等于氣體分子動量增量的負(fù)值例2容積V=10l，氣體質(zhì)量M=100g，若分子方均根速率則壓強(qiáng)P為多少？解：例3一瓶氦氣和一瓶氮?dú)赓|(zhì)量密度相同，分子平均平動動能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則A溫度相同，壓強(qiáng)相同B溫度、壓強(qiáng)都不相同C溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)D