大學(xué)基礎(chǔ)物理學(xué)答案習(xí)崗第2章

1、第二章氣體動理論13第二章第二章氣體動理論氣體動理論1.1.氣體的微觀圖像與宏觀性質(zhì)氣體的微觀圖像與宏觀性質(zhì)氣體是由大量分子組成的，1mol氣體所包含的分子數(shù)為。分2310023.6?子之間存在相互作用力。分子在做永不停息的無規(guī)則的運(yùn)動，其運(yùn)動程度與溫度有關(guān)。在分子層次上，理想氣體滿足如下條件：（1）分子本身的大小與分子之間平均距離相比可以忽略不計(jì)，分子可看作質(zhì)點(diǎn)。（2）除碰撞的瞬間以外，分子之間的相互作用力可以忽略不計(jì)，分子所受的重力

2、也忽略不計(jì)。（3）氣體分子間的碰撞以及分子與器壁之間的碰撞為完全彈性碰撞。2.2.理想氣體壓強(qiáng)與溫度理想氣體壓強(qiáng)與溫度理想氣體的壓強(qiáng)公式?nvnmp32312??其中，，稱分子平均平動動能，它表征了分子運(yùn)動的劇烈程度。。221vm??理想氣體的溫度公式32kT??溫度公式表明，溫度是大量分子熱運(yùn)動劇烈程度的標(biāo)志。3.3.阿伏伽德羅定律阿伏伽德羅定律在相同的溫度和壓強(qiáng)下，各種氣體在相同體積內(nèi)所包含的分子數(shù)相同。4.4.道爾頓分壓定律道爾頓

3、分壓定律混合氣體的壓強(qiáng)等于各種氣體的分壓強(qiáng)之和。5.5.麥克斯韋速率分布麥克斯韋速率分布在平衡態(tài)下，氣體分子服從如下麥克斯韋速率分布規(guī)律23222d4d2mvkTNmevvNkT??????????第二章氣體動理論150A22iiENkTRT????????質(zhì)量為M，摩爾質(zhì)量為?的理想氣體的內(nèi)能為2MiERT??由此可見，對于一定量的理想氣體，其內(nèi)能只是溫度的單值函數(shù)。????氣體分子的輸運(yùn)規(guī)律氣體分子的輸運(yùn)規(guī)律氣體的黏滯現(xiàn)象牛頓黏滯定

4、律對氣體同樣適用ddufSy???其中，為氣體黏度，f為作用在相互接觸的兩氣層上的作用力，為兩氣層?S?的作用面積。氣體的熱傳導(dǎo)現(xiàn)象氣體的熱傳導(dǎo)遵守如下的傅立葉熱傳導(dǎo)定律QTStx????????該定律表明，單位時(shí)間內(nèi)沿x方向通過面積的熱量與該方向上的溫度梯度成S?正比，與面積也成正比。負(fù)號表示傳熱的方向與溫度梯度的方向相反。其中S?的比例系數(shù)稱熱導(dǎo)率。?氣體分子的擴(kuò)散氣體擴(kuò)散的基本規(guī)律是菲克擴(kuò)散定律，其表達(dá)式為ddNnDStx????

5、?其中，D為比例系數(shù)，稱擴(kuò)散系數(shù)，負(fù)號表示氣體分子擴(kuò)散的方向與分子數(shù)密度梯度的方向相反。思考題21若給出一個(gè)矩形容器，設(shè)內(nèi)部充有同一種氣體，每一個(gè)分子的質(zhì)量為，分子數(shù)密度為，由此可以導(dǎo)出理想氣體的壓強(qiáng)公式。若容器是一個(gè)球形mn的，壓強(qiáng)公式的形式仍然是不變的。請證明之。答：答：在球形容器內(nèi)，分子運(yùn)動的軌跡如圖21中帶箭頭實(shí)線所示。設(shè)分子i的速率為，分子與器壁的碰撞為完全彈性碰撞，分子碰撞器壁只改變分子運(yùn)iv動方向，不改變速度的大小，并且，