气体分子动理论(2-2)

气体分子动理论（2－2）本课时主要内容：（1）速率分布函数的物理意义。（2）麦克斯韦速率分布曲线的特征。（3）三种统计速率。（4）气体分子的碰撞频率和平均自由程。（5）分子内的迁移现象和本质。（6）范德瓦尔斯方程和V,P修正原因。2023/2/51一、速率分布函数的意义dN:速率处在(v---v+dv)间的分子数。dN/N:速率处在(v---v+dv)间的分子数(dN)占分子总数（N）的百分比。dN/(Ndv):在速率v附近单位速率区间内的分子数占总分子数的比率。称之为速率分布函数f(v)。1、定义：2023/2/522、速率分布函数的归一化条件：2023/2/53二、理想气体的平衡态－－－麦克斯韦速率分布1、麦克斯韦速率分布函数（理想气体的平衡态）2023/2/54f(v)Vv1v2vpvv+dv2023/2/55f(v)Vv1v2vpvv+dv2、麦克斯韦速率分布曲线（理想气体的平衡态）分布曲线－－面积意义2023/2/56三、理想气体的平衡态的三种速率1、最概然速率***在最概然速率处f(v)取最大值时。2023/2/572、（统计）平均速率2023/2/582023/2/593、方均根速率2023/2/510请判断下列两条实验曲线是否合理？（1）（2）（A）（1）合理（B）（2）合理（C）都不合理（D）都可能合理2023/2/5114、三种速率的大小关系2023/2/512麦克斯韦速率分布律的实验验证分析P.396,397,例7.5,例7.62023/2/513四、玻尔兹曼分布律玻尔兹曼因子1、玻尔兹曼分布和麦克斯韦分布的关系2023/2/514例：等温气压公式的推导（自学）。2023/2/5152、能量量子化和玻尔兹曼因子（自学）2023/2/516五、气体分子的碰撞频率

和平均自由程2023/2/517气体分子的碰撞频率和平均自由程2023/2/518说明405页例7.8说明：高速电子与低温气体的碰频或自由程计算2023/2/519250C和1atm下一些气体的参数气体有效直径(10-10m)平均自由程(10-8m)平均碰撞频率(109hz)H22.7312.314.4He2.1819.06.6N23.746.507.3O23.577.146.1Ar3.965.806.9CO24.564.418.6空气3.706.687.0HI3.507.463.02023/2/520六、气体的输运现象1、热传导现象：分子热运动能量的迁移。（温度迁移，或动能迁移）2023/2/5212、粘滞现象（内摩擦现象）：气体内部分子定向动量迁移。（速度迁移，或动量迁移）2023/2/5223、扩散现象：分子质量的迁移(密度迁移）2023/2/523七、实际气体的范德瓦尔斯方程范德瓦尔斯方程是理想气体方程应用于实际气体的一种修正式.不同温度下的氮气同一温度下的不气体2023/2/524V：气体分子能到达的空间1、体积修正（实际气体分子有大小）2023/2/5252、压强修正（实际气体分子有相互作用）一般压强下,分子间的相互作用是引力2023/2/526范德瓦尔斯等温线2023/2/527测试：两瓶处于平衡态、温度相同的理想气体氢气和氧气，用细管将两种气体连通，最后达到新的平衡时。请判断下列说法的正确的是：（A）混合前，氢气的平均速率大于氧气的平均速率，混合后，氢气的平均速率等于氧气的平均速率。（B）混合气体的平均速率是混合前氢气的平均速率和氧气的平均速率之和的一半