气体固体和液体的基本性质课件.pptVIP

热运动(thermalmotion)：微观粒子永恒的杂乱无章的运动。热运动的研究方法：1.宏观法.最基本的实验规律?逻辑推理(运用数学)------称为热力学(thermodynamics)优点：可靠、普遍。缺点：未揭示微观本质。2.微观法.物质的微观结构+统计方法------称为统计物理学(statisticalphysics)其初级理论称为气体分子运动论(气体动理论)优点：揭示了热现象的微观本质。缺点：可靠性、普遍性差。

NanjingUniversityofInformationScienceTechnology第九章气体、固体和液体的基本性质§9-1气体动理论理想气体模型§9-2理想气体压强和温度§9-3理想气体的内能§9-4麦克斯韦速率分布律*§9-5范德瓦耳斯方程§9-6气体内的输运过程*§9-7固体的性质及晶体结构的一般概念*§9-8晶体中粒子的相互作用*§9-9非晶态固体的结构和应用*§9-10液体和液晶的微观结构

§9-1气体动理论理想气体模型一、气体的分子状况1、分子具有一定的质量和体积1mol气体系统的分子数：6.022×1023mol-1阿伏伽德罗常数：1mol物质所含的分子（或原子）的数目均相同.1mol氢气的总质量为：2.0×10-2kg，每个氢分子的质量则为：3.3×10-27kg1mol水的体积为：18×10-6每个分子体积约3.0×10-29m，m33

2、分子处于永不停息的热运动之中分子热运动的一般形式：布朗运动。例如：(1)气体、液体、固体的扩散相互压紧的金属板水和墨水的混合布朗运动(2)布朗运动

3、分子之间以及分子与器壁之间进行着频繁碰撞碰撞引起系统中动量的均匀化，同样碰撞还将引起系统中分子能量的均匀化、分子密度的均匀化、分子种类的均匀化等。与此相应，系统表现了一系列宏观性质的均匀化。4、分子之间存在分子力作用假定分子间的相互作用力有球对称性时，分子间的相互作用(分子力)可近似地表示为分子力当要表现为斥力；当时，分子力主时，分子力主要表现为引力.分子力

二、理想气体模型理想气体的微观模型1）分子可视为质点；线度间距;2）除碰撞瞬间,分子间无相互作用力；3）弹性质点（碰撞均为完全弹性碰撞）；4）分子的运动遵从经典力学的规律.

三、理想气体状态的描述1、气体系统的平衡态一定量的气体，在不受外界的影响下,经过一定的时间,系统达到一个稳定的,宏观性质不随时间变化的状态称为平衡态.（理想状态）平衡态的特点*1）单一性（p、T处处相等）;2）物态的稳定性——与时间无关；3）自发过程的终点；4）热动平衡（有别于力平衡），是一种理想状态

2、（状）态参量描述系统状态的宏观物理量，称为态参量。体积(V)气体所能达到的最大空间（几何描述）.单位：压强(p)作用于容器壁上单位面积的正压力（力学描述）单位：温度(T)气体冷热程度的量度（热学描述）.单位：温标（开尔文）.国际上规定水的三相点温度为273.16K

3、理想气体物态方程在平衡状态下，系统的V、p、和T之间存在的关系，称为系统的物态方程。气体的状态方程理想气体的状态方程或者写为（克拉珀龙方程）说明(1)理想气体的宏观定义：在任何条件下都严格遵守克拉珀龙方程的气体；(2)实际气体在压强不太高，温度不太低的条件下，可当作理想气体处理。且温度越高、压强越低，精确度越高.

§9-2理想气体压强和温度一、理想气体的压强公式设边长分别为x、y及z的长方体中有N个全同的质量为m的气体分子，计算壁面所受压强.

单个分子对器壁碰撞特性:偶然性、不连续性.大量分子对器壁碰撞的总效果：恒定的、持续的力的作用.热动平衡的统计规律（平衡态）1）分子按位置的分布是均匀的2）分子各方向运动概率均等分子运动速度

2）分子各方向运动概率均等分子运动速度各方向运动概率均等方向速度平方的平均值各方向运动概率均等

单个分子遵循力学规律x方向动量变化分子施于器壁的冲量两次碰撞间隔时间单位时间碰撞次数单个分子单位时间施于器壁的冲量

单个分子单位时间施于器壁的冲量大量分子总效应单位时间N个粒子对器壁总冲量器壁所受平均冲力

器壁所受平均冲力气体压强统计规律分子平均平动动能

压强的物理意义统计关系式宏观可测量量微观量的统计平均值分子平均平动动能气体的压强等于大量分子在单位时间内施加在单位面积器壁上的平均冲量。问为何在推导气体压强公式时不考虑分子间的碰撞？

二、热力学第零定律由于人的感觉范围是有限的，依靠触觉去判断物体的温度高低常会出现错误。因此，需要对温度的概念赋予客观的科学的意义。当处于一定平衡态的两个系统A和B相互接触时，它们之间若发生热量的传递，称这两个