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1、第二章气体分子动理论的基本概念1第1页，共20页，编辑于2022年，星期二第2页，共20页，编辑于2022年，星期二 1 物质的微观模型物质的微观模型 2 理想气体的压强理想气体的压强 3 温度的微观解释温度的微观解释 4 分子力分子力 5 范德瓦尔斯气体的压强范德瓦尔斯气体的压强第二章第二章 气体分子动理论的基本概念气体分子动理论的基本概念第3页，共20页，编辑于2022年，星期二 1 物质的微观模型物质的微观模型 一、宏观物体是由大量微观粒子组成的。一、宏观物体是由大量微观粒子组成的。二二、微微观观粒粒子子做做永永不不停停息息的的无无规规则则热热运运动动，运运动剧烈程度与温度有关。动剧烈程
2、度与温度有关。三、分子间有相互作用力。三、分子间有相互作用力。第4页，共20页，编辑于2022年，星期二 热运动热运动 分子力分子力 离离 散散 凝凝 聚聚 三种物质聚集态的图像三种物质聚集态的图像 第5页，共20页，编辑于2022年，星期二 “假如由于某种大灾难，所有的科学知识都丢失了，假如由于某种大灾难，所有的科学知识都丢失了，假如由于某种大灾难，所有的科学知识都丢失了，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只有一句话传给下一代，那么怎样才能用最少的词汇只有一句话传给下一代，那么怎样才能用最少的词汇只有一句话传给下一代，那么怎样才能用最少
3、的词汇来表达最多的信息呢？我相信这句话是原子的假设来表达最多的信息呢？我相信这句话是原子的假设来表达最多的信息呢？我相信这句话是原子的假设来表达最多的信息呢？我相信这句话是原子的假设(或或或或者说原子的事实，无论你愿意怎样称呼都行者说原子的事实，无论你愿意怎样称呼都行者说原子的事实，无论你愿意怎样称呼都行者说原子的事实，无论你愿意怎样称呼都行)：所有的：所有的：所有的：所有的物体都是用原子构成的物体都是用原子构成的物体都是用原子构成的物体都是用原子构成的这些原子是一些小小的粒这些原子是一些小小的粒这些原子是一些小小的粒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子，他们
4、一直不停地运动着。当彼此略微离开时相互子，他们一直不停地运动着。当彼此略微离开时相互子，他们一直不停地运动着。当彼此略微离开时相互吸引，当彼此过于挤紧时又互相排斥。只要稍微想一吸引，当彼此过于挤紧时又互相排斥。只要稍微想一吸引，当彼此过于挤紧时又互相排斥。只要稍微想一吸引，当彼此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下，你就会发现，在这一句话中包含了大量的有关世下，你就会发现，在这一句话中包含了大量的有关世下，你就会发现，在这一句话中包含了大量的有关世界的信息。界的信息。界的信息。界的信息。”理查德理查德理查德理查德 费恩曼费恩曼费恩曼费恩曼第6页，共
5、20页，编辑于2022年，星期二2 理想气体的压强理想气体的压强 一、理想气体的微观模型一、理想气体的微观模型 （1）忽略分子大小）忽略分子大小 （2）除碰撞外无相互作用）除碰撞外无相互作用 （3）弹性碰撞）弹性碰撞 理理想想气气体体分分子子像像一一个个个个很很小小的的彼彼此此间间无无相相互互作作用的遵守经典力学规律的弹性质点。用的遵守经典力学规律的弹性质点。第7页，共20页，编辑于2022年，星期二二、二、理想气体压强公式的推导理想气体压强公式的推导前提：前提：平衡态，平衡态，忽略重力，忽略重力，分子看成质点分子看成质点（只考虑分子的平动）；（只考虑分子的平动）；设：设：同种气体，分子质量为
6、同种气体，分子质量为m，N总分子数，总分子数，V体积，体积，分子数密度（足够大），分子数密度（足够大），第8页，共20页，编辑于2022年，星期二取器壁上小面元取器壁上小面元dA（分子截面面积）分子截面面积）小小柱柱体体dAvixdtx器器壁壁=2 ni mvix2 dt dAdIi=(2mvix)(nivixdtdA)dt内所有内所有 分子对分子对dA冲量：冲量：第第2步：步：一个分子对一个分子对dA量：量：2mvix第第1步：步：第第3步：步：dt内所有分子对内所有分子对dA冲量：冲量：推导：推导：第9页，共20页，编辑于2022年，星期二 有：有：由分子平均由分子平均平动平动动能动能理想
7、气体压强公式理想气体压强公式第第4步：步：第10页，共20页，编辑于2022年，星期二3.温度的微观解释温度的微观解释温度的统计意义温度的统计意义:T是大量分子热运动平均是大量分子热运动平均平动平动动能的量度。动能的量度。一、一、温度的微观解释温度的微观解释第11页，共20页，编辑于2022年，星期二称为称为方均根速率方均根速率(root-mean-square speed)例如：例如：（记住数量级！）（记住数量级！）T=273K时，时，第12页，共20页，编辑于2022年，星期二二、二、对理想气体定律的推证对理想气体定律的推证1、阿伏加德罗定律阿伏加德罗定律2、道尔顿分压定律道尔顿分压定律第
8、13页，共20页，编辑于2022年，星期二4 分子力分子力s:9-13，t:4-7引力作用球半径引力作用球半径斥力作用球半径斥力作用球半径分子力作用范围：分子力作用范围：sr0r合力合力斥力斥力引力引力dfO10-9m第14页，共20页，编辑于2022年，星期二rEp(r)r0Ep0分子互作用势分子互作用势能曲线能曲线第15页，共20页，编辑于2022年，星期二分子相互作用的常用模型分子相互作用的常用模型（1）刚球模型）刚球模型（2）苏则朗模型）苏则朗模型第16页，共20页，编辑于2022年，星期二 5 范德瓦尔斯气体的压强范德瓦尔斯气体的压强（1）分子体积修正）分子体积修正ABd可利用可利用b可求分子直径大小可求分子直径大小分子体积总和dsrf0范氏气体模型范氏气体模型第17页，共20页，编辑于2022年，星期二因此，一摩尔气体的范德瓦耳斯方程：因此，一摩尔气体的范德瓦耳斯方程：（2）压强修正（引力修正）压强修正（引力修正）内压强：内压强：s2s器器壁壁第18页，共20页，编辑于2022年，星期二(Johannes van der Waals,1837-1923)第19页，共20页，编辑于2022年，星期二作业：作业：5、9、10、12、14、16、19、20 第20页，共20页，编辑于2022年，星期二