21-第二章之一-气体动理学理论的基本概念课件

第二章

气体动理学理论的基本概念121第二章之一气体动理学理论的基本概念第二章之一

221第二章之一气体动理学理论的基本概念气体动理学理论的基本论点分子论点

热运动论点

分子力论点

统计论点

*费恩曼的评价

321第二章之一气体动理学理论的基本概念“假如由于某种大灾难，所有的科学知识都丢失了，只有一句话传给下一代，那么怎样才能用最少的词汇来表达最多的信息呢？我相信这句话是原子的假设

421第二章之一气体动理学理论的基本概念(或者说原子的事实，无论你愿意怎样称呼都行)：所有的物体都是用原子构成的——这些原子是一些小小的粒子，他们一直不停地运动着。当彼此略微离开时相互吸引，当彼此

521第二章之一气体动理学理论的基本概念过于挤紧时又互相排斥。只要稍微想一下，你就会发现，在这一句话中包含了大量的有关世界的信息。”

——理查德·费恩曼

621第二章之一气体动理学理论的基本概念

布朗运动的微观解释

*布朗微粒是巨分子

*爱因斯坦简介

*微观粒子的非弹性碰撞

721第二章之一气体动理学理论的基本概念伽耳顿板实验

统计规律性与涨落现象偶然性与必然性的关系统计性假设

*内禀随机性

821第二章之一气体动理学理论的基本概念平均值算术平均*几何平均

*权重*加权平均*统计平均

921第二章之一气体动理学理论的基本概念物体内分子之间的相互作用和分子的热运动决定其宏观性质

凝聚体中微粒的热振动

1021第二章之一气体动理学理论的基本概念理想气体的微观模型

忽略分子的大小与体积

忽略分子间力

碰撞是完全弹性碰撞

1121第二章之一气体动理学理论的基本概念*量纲*量纲指数*无量纲量

*量纲法则*量纲分析

*瑞利法**定理**白金汉法

1221第二章之一气体动理学理论的基本概念气体压力的微观解释

*理想气体压强公式的量纲分析

气体分子速率的方均值

理想气体压强公式的推导

1321第二章之一气体动理学理论的基本概念理想气体

压强公式

的量纲分析1421第二章之一气体动理学理论的基本概念

设气体的压强为p，分子数密度为n；分子的质量为m，平均速率为v，由于气体压强是一种动力学效应，所以p应与n、m、v有关，

1521第二章之一气体动理学理论的基本概念它们之间的关系可以表示为

pnmv

式中的、、均为待定常数。

1621第二章之一气体动理学理论的基本概念dimn=L-3

(曾用[n]表示dimn)，

dimm=M，

dimv=LT-1，

dimp=(dimF)/L2

=L-1MT-2.

1721第二章之一气体动理学理论的基本概念dimp=dim(nmv)

=(dimn)(dimm)

(dimv)

=(L-3)M(LT-1)

=L-3MT-.

1821第二章之一气体动理学理论的基本概念=1，

=2，

=(1+)/3=1.

故由量纲分析得：

pnmv2.

1921第二章之一气体动理学理论的基本概念[另一解法]

dimn=L-3，

dimm=M，

dimv=LT-1，

dimp=(dimF)/L2

=L-1MT-2.

2021第二章之一气体动理学理论的基本概念dimp=L-1MT-2

=L2-3MT-2

=(L-3)(M)(L2T-2)

=(dimn)(dimm)[dim(v2)]

=dim(nmv2).

故由量纲分析得：

pnmv2.

2121第二章之一气体动理学理论的基本概念设A为一无量纲量，则有压强公式：

p=Anmv2.

可以证明在此压强公式中的A=/8.

2221第二章之一气体动理学理论的基本概念经验表明：由量纲分析所得结果中的无量纲量A的数量级往往为1.

2321第二章之一气体动理学理论的基本概念气体压强的微观解释

*分子通量

*理想气体压强公式的简单推导

*光子气的压强

2421第二章之一气体动理学理论的基本概念光子气体的

压强公式

2521第二章之一气体动理学理论的基本概念空腔处于平衡热辐射状态时，腔壁既吸收光子，又辐射光子，这好像光子与腔壁作弹性碰撞。

2621第二章之一气体动理学理论的基本概念因此，类似于理想气体，对处于平衡热辐射状态下的光子气体，亦可得到压强公式。

2721第二章之一气体动理学理论的基本概念设p为光子气体的压强，n、m和别为光子的数密度、平均质量和平均能量，c为真空中光速，经过类比则有

2821第二章之一气体动理学理论的基本概念

pnmc2/3n/3.

光子气体的压强公式和理想气体的压强公式的区别源于是否相对论性粒子。

2921第二章之一气体动理学理论的基本概念理想气体分子平均平动动能与热力学温度的关系

温度的微观解释

对理想气体定律的推证

方均根值

气