1.1 復(fù)習(xí)筆記
1.氣體分子動(dòng)力學(xué)理論
1.理想氣體
理想氣體:在任何壓力和溫度下都符合理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT的氣體。
理想氣體狀態(tài)方程中,p為氣體壓力,單位為Pa; V為氣體的體積,單位為m3; n為物質(zhì)的量,單位為mol; T為熱力學(xué)溫度,單位為K; R 是摩爾氣體常數(shù),
。
2.氣體分子運(yùn)動(dòng)論基本公式
(1) 氣體分子運(yùn)動(dòng)微觀模型
①氣體是大量分子的集合體;
②氣體分子繼續(xù)無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)并均勻分布在整個(gè)容器內(nèi);
③分子間的碰撞以及分子與壁面的碰撞是完全彈性的。
(2) 氣體均方根速度
式中分子動(dòng)理論,u稱為氣體的均方根速度;
。
(3)氣體壓力與均方根速度的關(guān)系(根據(jù)氣體分子運(yùn)動(dòng)理論導(dǎo)出的基本方程)
式中,p為N個(gè)分子與壁面碰撞后產(chǎn)生的總效應(yīng),具有統(tǒng)計(jì)平均顯著性; V為氣體體積; m為氣體質(zhì)量; N為氣體分子數(shù); u 是氣體的均方根速度。 ,也是微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值。
3.壓力和溫度的統(tǒng)計(jì)概念
(1) 壓力是大量分子產(chǎn)生的總效應(yīng)。
(2)溫度與大量分子的平均平動(dòng)動(dòng)能存在函數(shù)關(guān)系,反映大量分子不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度。
2. 氣體摩爾常數(shù)(R)
當(dāng)各種氣體的壓力趨于零時(shí),
都趨向于一個(gè)共同的極限值R,R是氣體摩爾常數(shù),可以通過(guò)外推得到:
。
3、理想氣體狀態(tài)圖
一定數(shù)量的理想氣體狀態(tài)點(diǎn)可以在p、V、T空間坐標(biāo)中形成曲面。 所有符合理想氣體的氣體都出現(xiàn)在這個(gè)表面上,并且都滿足關(guān)系:
,這個(gè)面就是理想氣體的狀態(tài)圖,也叫相圖。
4. 分子運(yùn)動(dòng)速率分布
1.費(fèi)率分配規(guī)律
f(v)是與v和溫度有關(guān)的函數(shù),稱為分布函數(shù)。 其含義是速度在v到v+1之間的分子占總分子的比例。
2.分子率的三種統(tǒng)計(jì)平均值——最似然率、數(shù)學(xué)平均率和均方根率
(1) 最可能率
或者
(2) 分子的數(shù)學(xué)平均速度
(3) 三速比
5.分子平動(dòng)動(dòng)能的分布
1.分子能量在E~(E+dE)之間的分子占總分子的比例
能量分布函數(shù)f(E)
2.二維平面內(nèi)能量大于一定值E1的分子比例
3.三維空間中能量大于一定值E1的分子的分?jǐn)?shù)
6、氣體分子在重力場(chǎng)中的分布
假設(shè)氣體符合理想氣體狀態(tài)方程,且溫度在所涉及的高度范圍內(nèi)保持恒定分子動(dòng)理論,則氣體壓力、密度、單位體積氣體分子數(shù)和高度之間的關(guān)系分別為
以上三個(gè)公式都稱為(玻爾茲曼)公式。
7. 分子的碰撞頻率和平均自由程
1.自由路徑
分子每?jī)纱芜B續(xù)碰撞所經(jīng)過(guò)的距離稱為分子的自由程,用l.付賢才物理化學(xué)第五版課堂答案表示