理想气体的压强和温度.ppt
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1、4.1 理想气体的压强和温度,4.1.1 理想气体的微观模型,(1) 忽略分子大小(看作质点),(2) 忽略分子间的作用力,(3) 碰撞为完全弹性碰撞,(分子线度分子间平均距离),(分子与分子或器壁碰撞时除外),理想气体: 可看作是许多个自由地、无规则运动着的弹性小球的集合。,4.1.2 理想气体的压强公式,一定量理想气体,将N个分子分组,每组分子具有相同的速度,由于气体处于平衡态时,器壁上各处的压强相等,所以只研究器壁上任一块小面积所受的压强即可,分子碰撞器壁产生压强。碰撞使分子改变动量,同时 对器壁产生冲力,一次碰撞单分子动量变化,在dt 时间内,所有速度为 的分子中, 有多少分子能够与微
2、小面积 相碰撞,宏观小微观大,在dt 时间内,速度为 vi 的分子与 面元dA 碰撞的分子数为,在dt 时间内,与面元dA 碰撞的所有分子所受的冲量dI 为,由压强定义得,说明,分子平均平动动能,(1) 压强 p 是一个统计平均量。是大量分子的集体行为,对大量分子,压强才有意义。,(2) 是一微观统计平均量,不能直接测量的 。压强公式无法用实验直接验证 。,一容积为 V=1.0m3 的容器内装有 N1=1.01024 个 氧分子N2=3.01024 个氮分子的混合气体, 混合气体的压强 p =2.58104 Pa 。,(1) 由压强公式,例,求,(1) 分子的平均平动动能; (2) 混合气体的
3、温度。,解,(2) 由理想气体的状态方程得,玻耳兹曼常量,4.1.3 理想气体的温度,1. 理想气体温度与分子平均平动动能的关系,理想气体分子的平均平动动能为,每个分子平均平动动能只与温度有关,与气体的种类无关。,说明,(2) 温度是统计概念,是大量分子热运动的集体表现。 对于单个或少数分子来说,温度的概念就失去了意义。,(1)温度是大量分子热运动平均平动动能的度量, 是物体内部分子热运动剧烈程度的标志。,2. 理想气体状态方程的推证,理想气体状态方程,在相同的温度和压强下,各种气体的分子数密度相等。,有一容积为10cm3 的电子管,当温度为300K时用真空泵抽成高真空,使管内压强为510-6 mmHg。,(1) 此时管内气体分子的数目; (2) 这些分子的总平动动能。,解,例,求,(1) 由理想气体状态方程得,(2) 每个分子平均平动动能,N 个分子总平动动能为,探究讨论问题,理想气体与实际气体的区别 真空技术在实际中有哪些应用?,
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