内容正文:
2020高中物理竞赛
热学篇C
第八章
气体动理论
设N为M kg气体的分子数,No为1 mol气体的分子数,m为一个分子的质量
§8-2温度的微观意义
即
温度的本质:温度是分子平均平动动能的量度.
----玻尔兹曼常数
又
其中
§8-2 温度的微观意义
温度是气体分子热运动剧烈程度的物理量
讨论:
两种理想气体,T相同,则 相同。反之 相同,则T相同
是统计平均值,只有气体分子数目很大时,温度才有意义,对个别分子来说温度没有意义
§8-2 温度的微观意义
分子动能
§8-3 能量均分定理
一.自由度
自由度:确定一个物体在空间的位置所需的独立坐标的数目。它反映了运动的自由程度
平动动能
=
转动动能
+
振动动能
+
火车:被限制在轨道上运动,自由度为1
飞机:在空中飞行,自由度为3
轮船:在一水平面上运动,自由度为2
§8-3 能量均分定理
1.刚体的自由度
刚体有6个自由度:
3个转动自由度
确定C的位置
3个平动自由度
刚体绕CA轴转动
CA的方位
其中两个是独立的
§8-3 能量均分定理
2.气体分子的自由度
常温下可不考虑分子的振动
平动自由度 转动自由度 总计
单原子分子
双原子分子
三原子以上分子
§8-3 能量均分定理
二.能量按自由度均分原理
----每个平动自由度的动能为
§8-3 能量均分定理
由于任一运动形式的机会均等,有
----能量均分定理
自由度为 i 的分子,其平均动能为
气体分子任一自由度的平均动能都等于
§8-3 能量均分定理
三.理想气体的内能
对理想气体,可忽略分子间的相互作用力,即可忽略相互作用势能
分子动能
气体内能
1mol理想气体的内能
分子间相互作用势能
§8-3 能量均分定理
----理想气体内能是温度的单值函数
Mkg理想气体的内能
§8-3 能量均分定理
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