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1、4-2 理想气体的压强和温度,预习要点 理想气体的微观模型是怎样的? 推导压强公式时, 哪些地方用到这一模型?注意理想气体压强公式推导的条件、思路和方法. 推导中哪些地方用到了统计假设? 假设的内容是什么? 理想气体压强和温度这两个宏观量与哪些微观量的统计平均值有关? 如何理解这两个宏观量的微观本质? 为什么说理想气体的压强和温度这两个概念仅具有统计意义?,一 理想气体的微观模型,1）分子可视为质点； 线度间距 ;,2）除碰撞瞬间, 分子间及分子与器壁之间均无相互作用力；,3）分子之间以及分子与器壁之间是完全弹性碰撞.,即理想气体分子像一个个极小的彼此间无相互作用的遵守经典力学的弹性质点.,二
2、 关于气体分子集体的统计假设,1 分子按位置的分布是均匀的，容器中单位体积内的分子数处处相等：,N 表示容器体积V内的分子总数，n是分子数密度.,2 分子速度在各方向分量的算术平均值相等.,同样有,由于分子沿x轴正向和x轴负向的运动概率是相同的，因此，在x方向上分子的平均速度为0 。,即,3 分子速度在各方向分量的方均值相等.,同理，分子速度在y、z方向的方均值：,由于分子在x、y、z三个方向上没有哪个方向的运动占优势，所以，分子的三个速度方均值相等.,由矢量合成法则，分子速度的方均值为：,各方向运动概率均等,三 理想气体压强公式,分子数密度n：单位体积内的分子数.,1.跟踪第i个分子，它在某
3、一时刻的速度 在x方向的分量为vix,设长方形容器的边长分别为x、y、z。体积为V，其内有N个分子，分子的质量为m，视为弹性小球，速度为 .,2.分子以 向A1面碰撞，并以 弹回，分子受A1面的冲量,由牛顿第三定律，A1面受到分子的冲量为,3.分子与A2面发生碰撞后，又与A1面发生碰撞，相继两次对A1面碰撞所用的时间：,单位时间内对A1面的碰撞次数为：,4.单位时间一个分子对A1面的冲量（即平均冲力）为：,5.容器内N个分子对器壁的平均冲力为：,6.A1面受到的压强为：,体积V为：,则压强,上下同乘N 得,由,和,得压强公式：,定义分子平均平动动能：,压强公式又可表示为：,1.压强是大量分子对
4、时间和面积的统计平均结果. 压强具有统计意义，即它对于大量气体分子才有明确的意义.,2.压强公式建立起宏观量压强P与微观气体分子运动之间的关系.,注意几点,4.压强的物理意义,四 理想气体的温度,理想气体压强公式,理想气体状态方程,理想气体分子平均平动动能只和温度有关，并且与热力学温度成正比.,1 温度公式,玻尔兹曼恒量,是气体普适常量，在中 8.31 (Jmol-1K-1),2 温度的微观意义,热力学温度是分子平均平动动能的量度. 温度反映了物体内部分子无规则运动的激烈程度.,3 温度T的统计意义,4 在同一温度下，各种气体分子平均平动动能均相等.其已为比林实验间接证实.,温度是对大量分子热运动的统计平均结果，对个别分子温度无意义.,由,4 方均根速率,例：求273K时的氧气方均根速率.,解：,
