气体分子速率分布与平均自由程课件

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第二十讲理想气体内能一自由度(degreeoffreedom)单原子分子平均能量分子平均平动动能

刚性双原子分子分子平均转动动能分子平均平动动能分子平均能量非刚性双原子分子*C

自由度

分子能量中独立的速度和坐标的二次方项数目叫做分子能量自由度的数目,简称自由度，用符号表示.分子平均振动能量非刚性分子平均能量两原子相对运动速度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TranslationRotationVibration自由度数目六理想气体的内能和摩尔热容理想气体的内能：分子动能和分子内原子间的势能之和.

1mol

理想气体的内能

二能量均分定理（玻尔兹曼假设）

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.分子的平均能量理想气体的内能理想气体内能变化

定体摩尔热容定压摩尔热容摩尔热容比

实验装置三气体分子按速率的分布金属蒸汽显示屏狭缝接抽气泵分子速率分布图：分子总数为速率在区间的分子数.表示速率在区间的分子数占总数的百分比.分布函数表示速率在区间的分子数占总分子数的百分比.归一化条件

表示在温度为的平衡状态下，速率在

附近单位速率区间的分子数占总数的百分比：概率密度

.物理意义速率位于内分子数速率位于区间的分子数速率位于区间的分子数占总数的百分比四麦克斯韦气体速率分布定律

反映理想气体在热动平衡条件下，各速率区间分子数占总分子数的百分比的规律.麦氏分布函数五三种统计速率

1）最概然速率(mostprobablespeed)根据分布函数求得气体在一定温度下分布在最概然速率附近单位速率间隔内的相对分子数最多.物理意义

2）平均速率(meanspeed)

3）方均根速率(root-mean-squarespeed)同一温度下不同气体的速率分布

N2分子在不同温度下的速率分布讨论

麦克斯韦速率分布中最概然速率的概念下面哪种表述正确？（A）是气体分子中大部分分子所具有的速率.（B）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.（D）速率大小与最概然速率相近的气体分子的比率最大.

例计算在时，氢气和氧气分子的方均根速率.氢气分子氧气分子

例已知分子数，分子质量，分布函数求1）速率在

间的分子数；2）速率在间所有分子动能之和.速率在间的分子数1）2

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