海大理学院教学保件 大学物理学电子教案 气体动理论（3) 7-7分子平均碰撞次数和平均自由程 7-8气体的迁移现象 7-9实际气体的范德瓦耳斯方程 7-10热力学第二定律的统计意义
大学物理学电子教案 海大理学院教学课件 气体动理论（3） 7-7 分子平均碰撞次数和平均自由程 7-8 气体的迁移现象 7-9 实际气体的范德瓦耳斯方程 7-10 热力学第二定律的统计意义
复习 •自由度 ·能量均分定理 理想气体的内能和摩尔热容 •速率分布函数的物理意义 •麦克斯韦速率分布律 ·三种统计速率 •玻尔兹曼能量分布律 ·重力场中等温气压公式
复 习 •自由度 •能量均分定理 •理想气体的内能和摩尔热容 •速率分布函数的物理意义 •麦克斯韦速率分布律 •三种统计速率 •玻尔兹曼能量分布律 •重力场中等温气压公式
7-7分子平均碰撞次数和平均自由程 分子碰撞的引入： 分子热运动速率很大，平均速 率可达几百米/秒，而扩散运动 却进行得很慢。 克劳修斯为了说明这个问题，提出了分子碰撞次数与自由 程的概念。 分子碰撞的概念不仅解决了上述问题，气体动理论在 更加坚实的基础上向前推动了一步。 研究碰撞的意义： 分子间通过碰撞，实现动量与动能的交换； 分子间通过碰撞交换能量达到能量按自由度均分； 分子间通过碰撞，由非平衡状态向平衡状态过渡： 分子间通过碰撞交换速度，使速度分布达到稳定
7-7 分子平均碰撞次数和平均自由程 分子碰撞的引入： 分子热运动速率很大，平均速 率可达几百米/秒，而扩散运动 却进行得很慢。 克劳修斯为了说明这个问题，提出了分子碰撞次数与自由 程的概念。 分子碰撞的概念不仅解决了上述问题，气体动理论在 更加坚实的基础上向前推动了一步。 研究碰撞的意义： 分子间通过碰撞，实现动量与动能的交换； 分子间通过碰撞交换能量达到能量按自由度均分； 分子间通过碰撞，由非平衡状态向平衡状态过渡； 分子间通过碰撞交换速度，使速度分布达到稳定
平均自由程和平均碰撞次数的定义 1、平均自由程入 分子两次相邻碰撞之间自由通过的路程， 叫做自由程；分子在连续两次碰撞之间 所经过的路程的平均值叫做平均自由程。 2、平均碰撞频率7 在单位时间内一个分子与其它分子碰撞的平均次数，叫 做分子的平均碰撞次数或平均碰撞频率。 3、二者关系
一、平均自由程 和平均碰撞次数的定义 Z v = 2、平均碰撞频率 Z 在单位时间内一个分子与其它分子碰撞的平均次数，叫 做分子的平均碰撞次数或平均碰撞频率。 3、二者关系 1、平均自由程 分子两次相邻碰撞之间自由通过的路程， 叫做自由程；分子在连续两次碰撞之间 所经过的路程的平均值叫做平均自由程
二、 平均自由程和平均碰撞次数的计算 分子碰撞模型 (1)分子可看作具有一定体积的刚球； (2)分子间的碰撞是弹性碰撞； (3)两个分子质心间最小距离的平均值认为 是刚球的直径，称为分子的有效直径，用d表 示。 2、平均碰撞次数 假设只有一个分子以平均 速度运动，其余分子看成 不动。分子A的运动轨迹为 一折线，以A的中心运动轨 迹为轴线，以分子有效直 a 径d为半径，作一曲折圆 柱体。凡中心在此圆柱体 内的分子都会与A相碰
假设只有一个分子以平均 速度运动，其余分子看成 不动。分子A的运动轨迹为 一折线，以A的中心运动轨 迹为轴线，以分子有效直 径d 为半径，作一曲折圆 柱体。凡中心在此圆柱体 内的分子都会与A相碰。 二、平均自由程和平均碰撞次数的计算 1、分子碰撞模型 （1）分子可看作具有一定体积的刚球； （2）分子间的碰撞是弹性碰撞； （3）两个分子质心间最小距离的平均值认为 是刚球的直径，称为分子的有效直径，用d 表 示。 2、平均碰撞次数 d A