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1、基本内容基本内容热学热学1、平衡态、温度、状态方程。理想气体模型，理想、平衡态、温度、状态方程。理想气体模型，理想气体压强公式、压强公式的物理意义；气体压强公式、压强公式的物理意义；2、温度的统计解释、方均根速率、自由度、能量均、温度的统计解释、方均根速率、自由度、能量均分定理、理想气体的内能；分定理、理想气体的内能；3、麦克斯韦速率分布函数、麦克斯韦速率分布曲线、麦克斯韦速率分布函数、麦克斯韦速率分布曲线、应用麦克斯韦速率分布函数求统计平均值。应用麦克斯韦速率分布函数求统计平均值。练习册习题练习册习题24，25，261教学类别形式形式1形式形式21 1、理想气体的状态方程、理想气体的状态方程
2、2、统计平均值的计算公式、统计平均值的计算公式3 3、理想气体压强公式、理想气体压强公式分子平均平动动能分子平均平动动能内容提要内容提要2教学类别4 4、温度的统计解释、温度的统计解释微观量的统计平均值微观量的统计平均值宏观可测量量宏观可测量量 例例 理想气体体积为理想气体体积为 V ，压强为，压强为 p ，温度为，温度为 T ,一个分子一个分子 的质量为的质量为 m ，k 为玻尔兹曼常量，为玻尔兹曼常量，R 为摩为摩尔气体常量，则该理想气体的分子数为：尔气体常量，则该理想气体的分子数为：（A） （B）（C） （D）解解3教学类别（A）温度相同、压强相同。）温度相同、压强相同。（B）温度、压强
3、都不同。）温度、压强都不同。（C）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强）温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强.（D）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强）温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强.解解 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们讨讨 论论4教学类别5 5、自由度数目、自由度数目 平平动动 转转动动 振振动动单单原子分子原子分子 3 0 3双双原子分子原子分子 3 2 5多多原子分子原子分子 3 3 6刚性刚性分子能量自由度分子能量自由度分子分子自由度自由度平动平动转
4、动转动总总5教学类别6、能量均分定理、能量均分定理 气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平气体处于平衡态时，分子任何一个自由度的平均动能都相等，均为均动能都相等，均为 ，这就是，这就是能量按自由度能量按自由度均分定理均分定理 .刚性分子（刚性分子（rigid molecule）6教学类别一定质量理想气体的内能为一定质量理想气体的内能为温度改变时内能改变量为温度改变时内能改变量为1 1mol理想气体的内能为理想气体的内能为分子平均平动动能分子平均平动动能分子平均转动动能分子平均转动动能转转分子平均总动能分子平均总动能转转7 7、理想气体的内能、理想气体的内能平衡态下，理想气体分子每一自由度上的
5、平衡态下，理想气体分子每一自由度上的平均动能。平均动能。平衡态下，理想气体分子的平均平动动能。平衡态下，理想气体分子的平均平动动能。在平衡态下，理想气体分子的平均动能。在平衡态下，理想气体分子的平均动能。物理意义物理意义8教学类别 1 摩尔自由度为摩尔自由度为 i 的分子组成的系统的分子组成的系统的内能。的内能。由质量为由质量为M、摩尔质量为、摩尔质量为Mmol 、自由度为自由度为 i 的分子组成的系统的内能。的分子组成的系统的内能。 1 摩尔自由度为摩尔自由度为 3 的分子组成的系统的分子组成的系统的内能。的内能。或或 1 摩尔分子平均平动动能的总和。摩尔分子平均平动动能的总和。9教学类别8
6、、 麦克斯韦速率分布函数麦克斯韦速率分布函数 表示速率在表示速率在 区间的分子数占总分子数的区间的分子数占总分子数的百分比百分比 . 归一归一化条件化条件 表示在温度为表示在温度为 的平衡的平衡状态下，速率在状态下，速率在 附近附近单位单位速率区间速率区间 的分子数占总数的的分子数占总数的百分比百分比 .物理意义物理意义10教学类别麦麦克斯韦速率分布函数克斯韦速率分布函数 麦克斯韦依据经典统计理论推导出，在平衡麦克斯韦依据经典统计理论推导出，在平衡态下，气体分子速率在态下，气体分子速率在v v + dv 区间的分子数占区间的分子数占总分子数的百分比为总分子数的百分比为麦克斯韦速率分布律的表达式
7、麦克斯韦速率分布律的表达式11教学类别表示分布在速率表示分布在速率 v 附近、附近、dv速率区间内速率区间内的分子数占总分子数的百分比。的分子数占总分子数的百分比。表示分布在速率表示分布在速率 v 附近、附近、 dv速率区间内速率区间内的分子数密度。的分子数密度。表示分布在速率表示分布在速率 v 附近、附近、 dv速率区间内速率区间内的分子数。的分子数。表示速率小于表示速率小于 v 的分子数占总分子数的的分子数占总分子数的百分比。百分比。物理意义物理意义12教学类别9、 三种统计速率三种统计速率1）最概然速率最概然速率(most probable speed)根据分布函数求得根据分布函数求得
8、气体在一定温度下分布在最概然气体在一定温度下分布在最概然速率速率 附近单位速率间隔内的相对附近单位速率间隔内的相对分子数最多分子数最多 .物理意义物理意义13教学类别2）平均速率平均速率 (mean speed) 14教学类别3）方均根速率方均根速率(root-mean-square speed)15教学类别16教学类别1) 温度因素温度因素 温度越高，分布曲线中的最概然速率温度越高，分布曲线中的最概然速率vp 增大，增大，但归一化条件要求曲线下总面积不变，因此分布曲但归一化条件要求曲线下总面积不变，因此分布曲线宽度增大，高度降低。线宽度增大，高度降低。10、麦克斯韦速率分布曲线的性质、麦克斯
9、韦速率分布曲线的性质都与都与 成正比成正比 N2 分子在不同温度下的速率分布分子在不同温度下的速率分布17教学类别2) 分子质量因素分子质量因素 分子质量越大，分布曲线中的最概然速率分子质量越大，分布曲线中的最概然速率vp 越越小，但归一化条件要求曲线下总面积不变，因此分小，但归一化条件要求曲线下总面积不变，因此分布曲线宽度减小，高度升高。布曲线宽度减小，高度升高。与与 （或（或 ）成反）成反比比 同一温度下不同气体的速率分布同一温度下不同气体的速率分布18教学类别讨论讨论 麦克斯韦速率分布中最概然速率麦克斯韦速率分布中最概然速率 的概念的概念 下面哪种表述正确？下面哪种表述正确？（A） 是气体分子中大部分分子所具有的速率是气体分子中大部分分子所具有的速率.（B） 是速率最大的速度值是速率最大的速度值.（C） 是麦克斯韦速率分布函数的最大值是麦克斯韦速率分布函数的最大值.（D） 速率大小与最概然速率相近的气体分子的比速率大小与最概然速率相近的气体分子的比 率最大率最大.19教学类别 例例 如图示两条如图示两条 曲线分别表示氢气和曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线，氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线， 从图从图上数据求出氢气和氧气的最可几速率上数据求出氢气和氧气的最可几速率 .200020教学类别
