导图社区 气体动理论
大学物理--气体动理论,内容包含 热力学系统 状态参量 平衡态、热力学第零定律 物态方程、物质的微观模型及统计规律性、自由度 能量均分定理 理想气体内能、理想气体微观描述的初级理论、麦克斯韦气体分子速率分布律、气体分子的平均自由程和碰撞频率。
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本土是关于机械振动及机械波的思维导图,机械波是在波源的带动下,在弹性机制中相邻致远,振动状态由近及远的传播过程,弹性介质中的质源并不属于机械波传播。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
气体动理论
热力学系统 状态参量 平衡态
热力学系统
孤立系统
封闭系统
开放系统
状态参量:用来描述系统性质的物理量
体积V
气体分子所能到达的空间
单位:立方米
压强p
气体作用在容器壁单位面积上的指向器壁的垂直作用力
单位:Pa
温度T
单位:K
平衡态
定义:不受外界条件影响下,经过足够长的时间后系统必将达到一个宏观上看来不随时间变化的状态
注意:平衡态是一个理想模型,是对实际情况的概括和抽象
热力学第零定律 物态方程
绝热壁与导热壁
热力学第零定律
定义
物体A与物体B分别与处于确定平衡状态的物体C处于热平衡状态,那么A与B之间也就处于平衡状态
物理意义
1)互为热平衡的物体之间必存在一个相同的特征,即它们的温度是相同的。 2)热力学第零定律不仅给出了温度的概念,而且指出了判别温度是否相同的方法。
理想气体物态方程
pV=M/μ·RT
注意
只适用于平衡态
非理想气体不遵守
物质的微观模型及统计规律性
气体分子热运动特征
永恒运动 频繁碰撞
通过布朗运动,反映出流体分子热运动的情况
由于分子热运动的特征
表征个别分子性质的物理量叫微观量
表征大量分子集体特征的量为宏观量
统计规律的特点
用大量分子的平均性质代表个别分子的真实性
统计规律具有涨落性
自由度 能量均分定理 理想气体内能
能量均分定理
气体分子任一自由度的平均动能都是1/2kT
自由度
确定物体空间位置所选用的独立坐标的数目
理想气体的内能
气体分子的能量以及分子与分子之间的势能构成气体内部的总能量
E=3nRT
由此可知,一定量的理想气体的内能完全取决于分子运动自由度和温度
理想气体微观描述的初级理论
理想气体微观模型
根据基本特征,先做出如下假设
分子大小可忽略不计,因为气体分子分子间距离相比直径远得多
虑分子间相互作用力不考虑
碰撞可看作完全弹性碰撞
具有分子混沌性
理想气体压强公式推导
p=2/3nEk
温度的本质和统计意义
本质
p=nkT k表示玻尔兹曼常量
Ek=1/2m0v2=3/2kT
统计意义
气体的温度是气体分子平均平动动能的量度
因此,温度是表征物体处于热平衡状态时冷热程度的物理量
麦克斯韦气体分子速率分布律
气体分子速率分布函数
需要将速率按其大小分成若干个区间,由此可精确的定义分布情况 f(v)=dN/Ndv
归一化条件
在0到∞区间内所围成的面积是1
麦克斯韦速率分布
麦克斯韦从理论上导出了f(v)的具体形式
三种统计速率
利用麦克斯韦速率分布函数,可以计算分子的统计平均值
平均速率 方均根速率 最概然速率
气体分子的平均自由程和碰撞频率
分子碰撞的研究
平均碰撞频率:单位时间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
平均碰撞频率公式