麦克斯韦速率分布律气体分子的平均自由程_第1页
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文档简介

1、麦斯威尔速度分布法(Maxwell speed distribution law of gases)。温度和压力都伴随着分子的平均动能,因此需要研究分子速度的规律。这个定律早在1859年就被麦克斯韦应用统计概念理论推导出来了,然后实验证明了。麦斯威尔是19世纪英国伟大的物理学家和数学家。1831年11月13日,在苏格兰爱丁堡出生,爸爸是个博学的律师,从小就教育了麦斯威尔。10岁的时候进入爱丁堡中学,14岁的时候在爱丁堡皇家学会杂志上发表了关于二次曲线绘制问题的论文,展现了非凡的才能。1847年进入爱丁堡大学学习数学和物理。1850年转入剑桥大学三一学院数学系学习。1856年在苏格兰阿伯丁的马里

2、夏尔担任自然哲学教授。从1860年开始,他去伦敦国王学院担任自然哲学和天文学教授。1861年被选为伦敦皇家学会的会员。1865年春天辞职回家,系统地总结了他关于电磁学的研究成果,完成了电磁场论的经典着作论电和磁,并于1873年出版。1871年被剑桥大学聘请为新成立的卡文迪什实验物理教授,建立了著名的卡文迪什实验室,1874年建立后,他担任了该实验室的首任主任,1879年11月5日在剑桥逝世。麦克斯韦主要就电磁理论、分子物理、统计物理、光学、力学和弹性理论进行研究。特别是他建立的电磁场理论,统一电、磁学、光学是19世纪物理学发展的最光荣成果,也是科学史上最伟大的综合之一。根据统计假说,不同速度的

3、分子存在,并以分子数与特定速度间隔的总分子数的比率表示基于速度的分子分布。单分子速度不可预测,许多分子的速度分布遵循统计规律,这一规律也称为麦克斯韦速度分布法。第一、“速度分布函数”(Speed Distribution Function)、2。分子总数为n(例如,如果速度间隔为100m/s,则为,1 .将速度拆分为多个相同的速度间隔。了解分子在速度上的分布。3 .概率,v相关,根据v附近的不同,不同的概率。相关,速度间隔大概率。和、4。诗,如果速度间隔很小,则该间隔的分子数是dN,该速度间隔的分子概率,f(v)是速度分布函数,以此等式表示单位速度间隔的分子在速度v附近出现的概率,即概率密度。

4、或速度v附近单位速度间隔中的分子数占总分子数的百分比。对于不同的气体有不同的分布函数。麦克斯韦首先从理论上推导了理想气体的速度分布函数。第二,速度分布函数的物理意义,气体分子速度的统计分布规律,(max well speed distribution law of gases),第一,分子速度的实验研究-梅兰妮实验,第二,实验数据的图形,第三,麦克斯韦速度分布函数,(max well speed distribution law of gases)f (v) v曲线,讨论,2。分子在dv速度区间出现的概率,3。f (v) v曲线下的面积是分子在相应速度区间出现的概率。4。f (v) v整条曲线

5、下的面积是1-正则化条件。分子在全速度区间出现的概率为1。范例:说明各种实体意义,例如:a:表示分子在dv速度范围内发生的概率,如速度分布函数所示。指示Dv速度范围内速度v附近的分子数。表示分子在速度v1到v2速度范围内出现的概率。指示分子在速度v1到v2速度范围内出现的数量。最大广义速度也称为最大数速度,表示在此速度下分子发生的概率最大。1,最常用的速度,1。vP和温度t的关系,曲线的峰值向右移动,曲线下的区域不更改为1,因此减少了峰值。讨论、曲线的最高点向左移动,曲线的下位不变1,因此最高点上升。、2。求出vP与分子质量m的关系,例如,27C处空气分子的平均速度。解法:公式,2。平均速度,3 .平均根速度,4。三种速度比较,分子碰撞和分子平均自由路径,分子速度为每秒数百米,为什么在食堂里油炸油的时候没有立即闻到油的味道?原来分子速度很高,但分子运动仍然与大量分子碰撞,这部分散的电影后,路上有很多人,你不想走得很快。碰撞是分子的第二个特征。(第一个特征是做永恒运动的分子)。分子碰撞也是“不规则”的间隔有多远,一次,提问,分子碰撞也是“无规则”。多远的距离一次,飞多远的距离,每次碰撞都是随机的,偶然的。因此

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