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文档简介

1若气体分子处于恒定的外力场(如重力场)中气体分子在空间位置不再呈均匀分布气体分子分布规律如何一、玻尔兹曼分布律§1、

玻尔兹曼分布律重力场中微粒按高度的分布2麦克斯韦速率分布的实验验证1920.Stern实验

1934.葛正权实验

1955.Milletandkusch实验葛正权实验O---铋蒸气源,

温度为TS1,S2,S3---狭缝Q---圆筒,转速可达

500转/秒G---玻璃薄板3如气体分子处于外力场中,分子能量E=Ep+Ek分子势能在麦克斯韦速度分布律中,因子分子动能理想气体分子仅有动能麦克斯韦速度分布可以看作是无外场中分子数按能量的分布4玻尔兹曼将麦氏分布推广为:

在温度为T的平衡态下,任何系统的微观粒子(经典粒子)按能量分布都与成正比。玻尔兹曼因子经典粒子按能量的分布函数为:麦克斯韦—玻尔兹曼分布(M—B分布)5外力场中,粒子分布不仅按速率区v~v+dv间分布,还应按位置区间x~x+dx、y~y+dy、z~z+dz分布该区间内的粒子数为:玻尔兹曼分布律能量越低的粒子出现的概率越大,随着能量升高,粒子出现的概率按指数率减小。(1)对速度区间积分可得分布在位置区间的分子数为:+讨论:6则分子数密度粒子数按势能分布为势能等于零处的分子数密度+7(2)玻耳兹曼分布适用于一切保守场中的自由粒子(3)气体等温气压公式:8

例求上升到什么高度时大气压强减为地面的75%?设空气温度为0C,空气的摩尔质量为0.0289

Kg/mol。解:9

刚性双原子分子分子平均平动动能分子平均转动动能

单原子分子平均能量10分子平均振动能量分子平均能量非刚性分子平均能量非刚性双原子分子*C11单原子分子:一个原子构成一个分子多原子分子:三个以上原子构成一个分子双原子分子:两个原子构成一个分子三个自由度氢、氧、氮等五个自由度氦、氩等六个自由度水蒸汽、甲烷等刚性分子12

自由度数目

平动

转动

振动单原子分子

303双原子分子325多原子分子336刚性分子能量自由度分子自由度平动转动总13单原子分子能量均分定理(玻尔兹曼假设)14

气体处于平衡态时,分子任何一个自由度的平均能量都相等,均为,这就是能量按自由度均分定理.分子的平均总动能多原子分子双原子分子单原子分子平

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