第四章氣體動理論一研究對象氣體——大量微觀粒子（分子、原子）組成的體系二研究內容從氣體的微觀結構出發，認為氣體的宏觀性質是大量氣體分子無規則運動的平均效果。主要內容有理想氣體、等概率假設等概念；分子平均平動動能、分子能量、分子速率、分子平均自由程等的統計規律。6.1經典統計的概念6.1.1基本概念：在高中是怎么定義理想氣體的？1理想氣體的微觀模型：分子間平均距離>>分子直徑除碰撞外分子間相互作用力及重力可忽略，分子視為自由運動。分子間、分子與器壁間為完全彈性碰撞。實際氣體在溫度較高，壓強較低時可視為理想氣體。2宏觀態與微觀態宏觀態：僅僅取決于系統宏觀性質而與系統內粒子狀態分布無關的狀態。描述系統宏觀性質的量稱為狀態參量。V、p、T微觀態：由系統內粒子狀態分布決定的狀態。一個宏觀態可含有多個微觀態。微觀量：m、v平衡態：在不受外界影響的條件下，物體的宏觀性質不隨時間變化的狀態——平衡態6.1.2統計的規律性和漲落現象1.統計規律：一定條件下，大量偶然隨機事件的整體具有確定的規律性。伽耳頓板實驗:說明小球落入哪一個狹槽是偶然的，但大量小球按狹槽的分布服從一定的規律。2.漲落現象：各次實驗結果與統計平均值略有偏差，這是統計規律的特點之一。6.1.3統計規律的定量分析以伽耳頓板實驗為例：h為小球在槽中的高度，x為槽的位置坐標。取第i個槽，則有：ΔN=CΔSi=CΔxihi小球總數：小球落入第i個狹槽的概率：令Δx→0，則有：設：

f(x)是小球落入x

處的概率密度（單位區間內的概率），即小球數目隨x坐標的分布函數，分布函數遵循歸一化條件：6.1.4等概率假設在經典統計理論中，波爾茲曼提出：對于處在平衡態的孤立系統，其各個可能的微觀態出現的概率相等。設微觀態的總數為p，則任一微觀態出現的概率為1/p。等概率假設是經典統計理論的重要出發點，已為大量實驗所證實。ABabcdefgh6.2分子平均平動動能統計分布規律氣體分子的等概率假設氣體在平衡態時：1.氣體分子在容器中各處出現的概率是均等的。即氣體分子數密度處處相等。2.氣體分子沿各方向運動的概率相等，即分子速度在各方向上分量的各種平均值相等。在直角坐標系中有：6.2.1壓強公式1.產生原因：固體、液體的壓強：重力原因氣體的壓強：思考雨點打在雨傘上的感覺2.公式導出：將容器內的分子分成若干組，每一組具有相同的速度，如：v1、v2、v3、…vi、…。并設各組分子數密度為：n1、n2、n3、…ni、…?？紤]速度為vi的這組分子(1)單個分子一次碰撞施與dS面的沖量：(2)這組分子，dt

時間內能與dS面相碰的分子數為：這些分子對dS面的總沖量為：(3)dt時間內所有分子施與dS面的總沖量：(4)求p：壓強公式為統計規律，有漲落現象，對少數分子無意義。6.2.3溫度的統計意義1.宏觀意義：冷熱程度，是決定某一系統與另一系統處于熱平衡的宏觀標志。2.微觀意義：由狀態方程可得此即理想氣體分子平均平動動能公式。統計意義：溫度是分子平均平動動能的量度，表示大量分子熱運動的劇烈程度，對個別分子而言，溫度是沒有意義的。溫度的幾種定標1.攝氏溫標t

瑞典天文學家攝爾修斯制定。水的沸點為0℃，冰點為100℃，8年后天文學家施特莫爾建議改為冰點為0℃，沸點為100℃。2.開氏溫標（熱力學溫標）T英國科學家開爾文在熱力學第二定律的基礎上引進的一種溫標。3.華氏溫標tF德國科學家華倫海特發明；利用水銀、酒精制成的溫度計。