1、1 在許多實際問題中，氣體常處于在許多實際問題中，氣體常處于非非平衡狀態，氣平衡狀態，氣體內各部分的溫度或壓強體內各部分的溫度或壓強不不相等，或各氣體層之間有相等，或各氣體層之間有相對相對運動等，這時氣體內將有能量、質量或動量從一運動等，這時氣體內將有能量、質量或動量從一部分向另一部分定向遷移，這就是非平衡態下氣體的部分向另一部分定向遷移，這就是非平衡態下氣體的遷移遷移現象現象.粘滯現象粘滯現象xyz1v2v 氣體中各層間有相氣體中各層間有相對運動時對運動時, 各層氣體流各層氣體流動速度不同動速度不同, 氣體層間氣體層間存在粘滯力的相互作用存在粘滯力的相互作用.5-4輸運過程輸運過程2二二 熱

2、傳導現象熱傳導現象 設氣體各氣層間無相對運動設氣體各氣層間無相對運動 , 且各處氣體分子數且各處氣體分子數密度均相同密度均相同, 但氣體內由于存在溫度差而產生熱量從溫但氣體內由于存在溫度差而產生熱量從溫度高的區域向溫度低的區域傳遞的現象叫作熱傳導現度高的區域向溫度低的區域傳遞的現象叫作熱傳導現象象.SxTtQ 稱為熱導率稱為熱導率xxSAB*1T2TQ12TT 3l 熱傳導熱傳導起源于分子的熱運動。溫度較高處的分起源于分子的熱運動。溫度較高處的分子動能較大，溫度較低處的分子動能較小。溫度較子動能較大，溫度較低處的分子動能較小。溫度較高處的分子有可能進入溫度較低處，使該處的分子高處的分子有可能進

3、入溫度較低處，使該處的分子的平均動能增加；溫度較低處的分子也可能進入溫的平均動能增加；溫度較低處的分子也可能進入溫度較高處，使該處的分子的平均動能減小。度較高處，使該處的分子的平均動能減小。l 在分子相互碰撞時，雖然兩個分子的速度的改在分子相互碰撞時，雖然兩個分子的速度的改變與碰撞時的具體情況有關，但平均起來總是來自變與碰撞時的具體情況有關，但平均起來總是來自高溫處的分子損失能量，而來自低溫處的分子獲得高溫處的分子損失能量，而來自低溫處的分子獲得能量。因此熱傳遞過程是微觀粒子輸運能量的過程，能量。因此熱傳遞過程是微觀粒子輸運能量的過程，是使物體的溫度均勻化而趨于熱平衡的過程。是使物體的溫度均勻

4、化而趨于熱平衡的過程。4三三 擴散現象擴散現象 自然界氣體的擴散現象是常見的現象自然界氣體的擴散現象是常見的現象, 容器中不容器中不同氣體間的互相滲透稱為互擴散同氣體間的互相滲透稱為互擴散; 同種氣體因分子數同種氣體因分子數密度不同密度不同, 溫度不同或各層間存在相對運動所產生的溫度不同或各層間存在相對運動所產生的擴散現象稱為自擴散擴散現象稱為自擴散 .xxSAB*1n2nN12nn SxnDtNSxDtm 為擴散系數為擴散系數D5l 發生擴散的條件：發生擴散的條件： a.存在著濃度差；存在著濃度差； b.與時間的長短有關。與時間的長短有關。l 擴散過程擴散過程也是分子熱運動的結果。由于分子熱

5、也是分子熱運動的結果。由于分子熱運動和分子間的不斷碰撞，從高密度處進入到低密運動和分子間的不斷碰撞，從高密度處進入到低密度處的分子數要比從低密度處進入高密度處懂的分度處的分子數要比從低密度處進入高密度處懂的分子數多一些，密度差越大，這種差別就越大。子數多一些，密度差越大，這種差別就越大。l 擴散現象擴散現象是物體內部消除密度差使其均勻分布是物體內部消除密度差使其均勻分布的一種傾向。如果只有各種成份的密度差別而沒有的一種傾向。如果只有各種成份的密度差別而沒有壓強和溫度的差別，則氣體中的擴散過程進行得很壓強和溫度的差別，則氣體中的擴散過程進行得很快。快。6四四 三種遷移系數三種遷移系數v31 粘度

6、（粘性系數）粘度（粘性系數）MCmV,31v 熱導率熱導率v31D 擴散系數擴散系數7現象現象 輸運的宏觀輸運的宏觀量及其規律量及其規律 不均勻的不均勻的宏觀量宏觀量 交換的物交換的物理量理量 系數系數 粘滯動量 流速 分子的定向動量 熱傳導 熱量 溫度 分子無規則運動的平均能量 擴散 質量密度 分子數 13vkv Cv13 Dv138 從照片上我們可以看到，水的表面張力甚至能夠托起一枚金屬曲別從照片上我們可以看到，水的表面張力甚至能夠托起一枚金屬曲別針。照片的作者在拍攝時，在光源的前面放置了一個鐵格子，這樣人們針。照片的作者在拍攝時，在光源的前面放置了一個鐵格子，這樣人們就能看到由曲別針重力

7、引起的水面變形。這種光線彎曲就和受強重力場就能看到由曲別針重力引起的水面變形。這種光線彎曲就和受強重力場影響的光線彎曲相類似。水是由許許多多的水分子組成的。水表面的水影響的光線彎曲相類似。水是由許許多多的水分子組成的。水表面的水分子緊緊靠攏在一起，有一種相互吸引的力，這就是水的表面張力。分子緊緊靠攏在一起，有一種相互吸引的力，這就是水的表面張力。 95-5 液體的表面現象液體的表面現象10一、表面張力和表面張力系數：表面張力和表面張力系數： 1 1、表面張力：、表面張力： (1)(1)存在于液體表面，能使液面收縮的力存在于液體表面，能使液面收縮的力稱為液體的表面張力。稱為液體的表面張力。r e

8、 m f g e m f g r m 11ff 由于線段上各點均有表面張力由于線段上各點均有表面張力作用作用, ,線段越長線段越長, ,則合力越大。則合力越大。設線段長為設線段長為L L, ,則：則：F FLL。 為為表面張力系數表面張力系數, ,數值上數值上等于單位長度直線段兩側液面等于單位長度直線段兩側液面的表面張力，單位：的表面張力，單位：N / N / m m 。（2 2）表面張力系數）表面張力系數122.2.表面張力系數的定義二表面張力系數的定義二LLxLxFSA222 表面張力系數在數值上等于液體表面增加單位面表面張力系數在數值上等于液體表面增加單位面積時所做的功（增加的表面能）積

9、時所做的功（增加的表面能）。A B x BD C CL 2 L F133.3.表面張力的影響因素表面張力的影響因素（1 1）表面張力系數與液體的成分有關）表面張力系數與液體的成分有關, ,密度小的、密度小的、容易揮發的液體的表面張力系數較小容易揮發的液體的表面張力系數較小（2 2）表面張力系數與溫度有關，溫度升高，）表面張力系數與溫度有關，溫度升高， 減小減小14（3 3）表面張力系數與相鄰物質的化學性質有關）表面張力系數與相鄰物質的化學性質有關, ,同同一液體與不同物質交界，一液體與不同物質交界，值不同。值不同。（4 4）表面張力系數與雜質有關）表面張力系數與雜質有關, ,在液體內加入雜質，

10、在液體內加入雜質，液體的表面張力系數將顯著改變，有的使其液體的表面張力系數將顯著改變，有的使其值增值增加；有的使其加；有的使其值減小。使值減小。使值減小的物質稱為表面值減小的物質稱為表面活性物質。活性物質。15二、球形液面內外的附加壓強二、球形液面內外的附加壓強 1、附加壓強、附加壓強：由于表面張力的存在，液面內和液面外：由于表面張力的存在，液面內和液面外有一壓強差，稱為附加壓強。有一壓強差，稱為附加壓強。導出拉普拉斯公式：導出拉普拉斯公式：RP216 受力情況分析：受力情況分析：小液塊的邊線作用在液塊上的表面張力小液塊的邊線作用在液塊上的表面張力由附加壓強由附加壓強 P 引起的，通過底面（陰

11、影部分）作引起的，通過底面（陰影部分）作用于液塊的力用于液塊的力小液塊的重力（忽略不計）小液塊的重力（忽略不計）17 設單位長度液體設單位長度液體表面的張力為表面的張力為T，其，其大小即為液體的表面大小即為液體的表面張力系數張力系數 液塊邊線具有的總張力的向下分量為液塊邊線具有的總張力的向下分量為：2sin2sinsin2RTR液塊所受壓力的向上的分量為：液塊所受壓力的向上的分量為：22sinRP 兩力平衡：兩力平衡：RPRPR2sinsin222218公式說明：公式說明：1、對于凸、凹的球形液面均適用。、對于凸、凹的球形液面均適用。2、凸液面：凸液面： P 0 0 液體內的壓強大于液體外的液

12、體內的壓強大于液體外的 壓強壓強 凹液面：凹液面： P 0 0 液體內的壓強小于液體外的液體內的壓強小于液體外的 壓強壓強 19討討 論論分析球形液膜產生的附加壓強？分析球形液膜產生的附加壓強？22RPPAB12RPPBcRRR21RPPAC4圖所示為一連通管，打開中間活圖所示為一連通管，打開中間活塞，使兩泡相通，會看到什么現塞，使兩泡相通，會看到什么現象？象？BA20三、毛細現象和氣體栓塞三、毛細現象和氣體栓塞1 1、潤濕和不潤濕及接觸角：、潤濕和不潤濕及接觸角：（1 1）潤濕和不潤濕的區分：）潤濕和不潤濕的區分：21s潤潤 濕濕22不不 潤潤 濕濕23（2）接觸角：接觸角：在液體、固體壁和

13、空氣的交界處作在液體、固體壁和空氣的交界處作液體的切面，此面與固體壁在液體內部所夾的角液體的切面，此面與固體壁在液體內部所夾的角稱為這種液體對固體的接觸角稱為這種液體對固體的接觸角。=0=0， 液體完全液體完全 潤濕固體潤濕固體=， 液體完全液體完全 不潤濕固體不潤濕固體909090o o , , 液體不液體不 潤濕固體潤濕固體24（3）產生原因：產生原因： 內聚力：液體分子間的吸引力。內聚力：液體分子間的吸引力。 附著力：固體分子與液體分子間的相互吸附著力：固體分子與液體分子間的相互吸 引力。引力。 內聚力內聚力 附著力附著力 不潤濕現象不潤濕現象 內聚力內聚力 附著力附著力 潤濕現象潤濕現

14、象2 2、毛細現象：、毛細現象：（1）定義：將細管插入液體后，管中液面上定義：將細管插入液體后，管中液面上 升或下降的現象稱為毛細現象。升或下降的現象稱為毛細現象。25（2）產生原因：產生原因：管內液面為彎曲面，彎曲液管內液面為彎曲面，彎曲液 面兩側的附加壓強差導致了液面的上升或面兩側的附加壓強差導致了液面的上升或 下降。下降。 a.液面為凹面時上升液面為凹面時上升-液體潤濕固體液體潤濕固體 b.液面為凸面時下降液面為凸面時下降-液體不濕潤固體液體不濕潤固體26cosRr ghPPA0RPPA200PPPCB液體在毛細管中上升液體在毛細管中上升(或下降或下降)高度高度grgRhcos2227（

15、3 3）管內外液面的高度差：）管內外液面的高度差：cos2grh 結論：結論：液面上升的高度與液面上升的高度與 成正比；與成正比；與r r成反比；成反比；管管徑越細液面上升越高。徑越細液面上升越高。28毛細現象應用：毛細現象應用： 植物靠著毛細現象輸運養料和水分。植物靠著毛細現象輸運養料和水分。 利用棉花來吸水。利用棉花來吸水。 血液在毛細管中的流通。血液在毛細管中的流通。29在內半徑在內半徑r=0.30mm的毛細管中注入水，在管的下端的毛細管中注入水，在管的下端形成一個半徑為形成一個半徑為R=3.0mm的水滴，求管中水柱的高度。的水滴，求管中水柱的高度。解：細管半徑解：細管半徑r=0.30m

16、m，球形水滴半徑，球形水滴半徑R=3.0mm球形水滴內部壓強球形水滴內部壓強 ghrPP20內球形水滴外部壓強球形水滴外部壓強 0PP外球形水滴附加壓強球形水滴附加壓強P等于其內外壓強差，等于其內外壓強差， 即：即： rghPPRP22外內rRgh22cmmrRgh5 . 5)(1046. 5)103 . 011031(1018 . 910732)11(223333例題例題30一、速率分布函數和麥克斯韋速率分布律：一、速率分布函數和麥克斯韋速率分布律：NdvdNv )(f 速率分布函數速率分布函數 麥克斯韋速率分布律：麥克斯韋速率分布律： NdvdNvekTmvfvkTmv22232)2(431最概然速率最概然速率：RTRTmkTvp41.122平均速率平均速率：RTmRTmkTv60.188_方均根速率：方均根速率：