气体动力学

大学物理一个与气体动力学理论有关的导图，内容较详实，有常用公式，适合复习备考

气体动力学理论

• 热力学系统，平衡态，状态参量
  • 热力学系统
    • 系统：研究对象
      • 开放系统：可交换质量又可交换能量
      • 封闭系统：不交换质量但可交换能量
      • 孤立系统：无功无热无质量交换
    • 外界：系统以外的物体
  • 气体状态参量
    • 宏观量
      • p,V,T
    • 微观量
      • m,平均v
    • 状态参量
      • 压强p：Pa 1Pa=1N/m^2 1atm=1.01*10^5
      • 体积V：m^3 1m^3=10^3l
      • 热力学温度T：K T=t+273.15
  • 平衡态
    • 宏观性质p,V,T不随时间变化
      • 特点
        • 单一性：宏观物理性质均匀
        • 物态的稳定性：热，相，化学平衡
        • 热动平衡：存在涨落
        • 平衡态可以用p-V，V-T，p-T坐标系中的一点表示
  • 热力学第零定律---温度
    • 一切互为热平衡的系统都具有相同的温度
  • 理想气体状态方程
    • 理想气体：压强不太大，温度不太低
    • 理想气体宏观定义：任何情况遵循
      • 玻意尔定律(T一定）:pV=C
      • 盖吕萨克定律(p一定）:V∝T
      • 查理定律(V一定）:p∝T
    • 状态方程
      • 方程一：pV=m'RT/M=νRT ν：物质的量
        • 微分形式：pdV+Vdp=νRdT
          • 等容：Vdp=νRdT
          • 等温：pdV+Vdp=0
          • 等压：pdV=νRdT
      • 方程二:p=nkT
        • k:玻耳兹曼常量 k=R/NA=1.38*10^-23J/K
        • n:气体分子密度 n=N/V
• 物质的微观模型
  • 1.大量分子
  • 2.永不停息的无规则运动
  • 3.分子间存在斥力与引力
• 理想气体的压强公式
  • 理想气体微观模型
    • 1.可看成质点
    • 2.除碰撞外无作用，俩次碰撞见匀速直线运动
    • 3.完全弹性碰撞
  • 理想气体热动平衡态统计假设
    • 1.分子位置在空间分布均匀，及气体分子数密度n=dN/dV处处相同
    • 2.分子的速度按方向的分布均匀
  • 理想气体压强公式
    • • • 压强的物理意义：分子平均平动动能密度的量度
          • n大--分子每秒内与单位面积器壁碰撞的次数多--p大
          • εk大--分子往返频繁，每秒碰撞次数多，每次撞冲量大--p大
• 理想气体的温度公式，分子平均动能，方均根速率
  • • 温度的物理意义：是分子平均平动动能的量度。 是大量分子的集体体现
    • 在同一温度下各种气体分子平均平均动能均相等
  • 方均根速率
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