导图社区 大学物理气体动理论
这是一篇关于大学物理气体动理论的思维导图。气体动理论是19世纪中叶建立的以气体热现象为主要研究对象的经典微观统计理论。气体由大量分子组成,分子作无规则的热运动,分子间存在作用力,分子的运动遵循经典的牛顿力学。
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《热力学基础》重点在于理想气体动态方程、热力学两大定律在各种状态下的应用以及卡诺定理用来计算各种热机的效率,较难部分在于弄清楚热力学的第一、第二定律。
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气体动理论
平衡态 理想气体物态方程
平衡态(热动平衡状态):在不受外界影响的条件下,系统的宏观性质不随时间变化的状态
准静止状态 平衡过程
状态参量(如气体的状态参量是体积,压强,温度)
理想气体的物态方程:pV=m/M*RT(R是普适气体常量) 遵守玻意耳定律、盖吕萨克定律和查理定律
理想气体的微观模型
气体分子热运动特征:分子的永恒运动和频繁的互相碰撞 分子热运动(布朗运动):热现象是物质中大量分子无规则运动的集体表现
理想气体的微观模型:看做质点、其他相互作用可忽略不计、遵守经典力学规律、一般忽略分子重力
理想气体的压强和温度公式
压强公式(对少量分子或个别分子下述公式不成立。):  
温度的本质和统计意义:
气体分子的方均根速率:
能量均分定理 理想气体的内能
分子的自由度:单原子气体分子有3个自由度;双原子分子共有5个自由度,3个平动自由度,2个转动自由度;3个及3个以上原子的多原子中,共有6个自由度(3/3)
能量按自由度均分定理:在温度为T的平衡状态下,气体分子人意自由度的平均动能都等于1/2PT i为每个分子的自动度  
理想气体的内能:一定量的理想气体的内能完全决定于分子运动的自由度i和气体的热力学温度T,而与气体的体积和压强无关“理想气体的内能只是温度的单值函数”
麦克斯韦速率分布律
气体分子的速率分布函数:在速率v附近的单位速率区间内分子数占总分子数的比率,对单个分子来说,它表示分子速率在v附近单位速率区间内的概率—概率密度
麦克斯韦速率分布律:
分子速率的统计平均值
平均速率:
方均根速率:
最概然速率:
麦克斯韦-波尔茨曼能量分布律 重力场中粒子按高度的分布
分子碰撞和平均自由程
平均碰撞次数(碰撞频率):在1s内一个分子和其他分子碰撞的平均次数 平均自由程:每两次连续碰撞间一个分子自由运动的平均路程
平均自由程公式: 由P = nkT可得
气体的输运现象
真实气体 范德瓦尔斯方程