2020年高中物理竞赛-热学篇C—08气体动理论：麦克斯韦速率分布律(共20张PPT)

2020高中物理竞赛 热学篇C §8-4 麦克斯韦速率分布律 一.分子速率分布的测定 金属 蒸汽 胶片屏 斯特恩实验 ----可通过两缝 二.气体分子速率分布函数 速率分布函数：速率在v附近单位速率区间内的分子数占总分子数的百分比 即 ----反映分子速率分布v附近单位速率区间内的概率大小 §8-4 麦克斯韦速率分布率 在0--区间有 ----归一化条件 在v1--v2区间 在v--v+dv区间的分子数占总分子数的百分比为 §8-4 麦克斯韦速率分布率 三.麦克斯韦速率分布定律 ----麦克斯韦速率分布函数 1859年麦克斯韦从理论上导出平衡状态下气体分子速率分布函数 麦克斯韦速率分布曲线 §8-4 麦克斯韦速率分布率 　 四.气体分子的三种速率 1.最概然速率vp：与f(v) 的极大值对应的速率 令 则 令 §8-4 麦克斯韦速率分布率 2.平均速率 §8-4 麦克斯韦速率分布率 §8-4 麦克斯韦速率分布率 3.方均根速率 §8-4 麦克斯韦速率分布率 [例3]有0oC平衡状态下的氧气，计算速率在300--310m/s区间内氧分子数的百分率 解：速率区间较小，可用 §8-4 麦克斯韦速率分布率 §8-4 麦克斯韦速率分布率 §8-5麦克斯韦速率分布律的实验验证 一.分子速率分布的测定 金属 蒸汽 胶片屏 斯特恩实验 ----可通过两缝 ----可通过两缝 在通常情况下，实际气体的速率分布和麦氏速分布能很好符合。 §8-5 麦克斯韦速率分布率实验验证 一.概念 平均碰撞次数：一个分子在单位时间内与其他分子碰撞次数的平均值 平均自由程：一个分子连续两次碰撞所经过路程的平均值 §8-7 气体分子的平均自由程 　 二.计算(对同一类分子) 1.考虑一个分子运动，其它分子静止 运动分子在1秒内与其它分子的平均碰撞次数为 分子视为弹性小球，有效直径为d，速率为 ，碰撞后速率仍为 §8-7 分子的平均碰撞次数和平均自由程 2.考虑所有的分子都在运动 3.分子的平均自由程 平均碰撞次数为 §8-7 分子的平均碰撞次数和平均自由程 [例4]计算氧气在标准状态下的分子平均碰撞次数和平均自由程。设氧气分子的有效直径为2.9×10-10m 解：标准状态 §8-7 分子的平均碰撞次数和平均自由程 §8-7 分子的平均碰撞次数和