thermal6 玻尔兹曼分布律.ppt

§3.1气体分子的速率分布律平衡态理想气体分子热运动Maxwell分布律：#、Maxwell速度分布律（1）泻流
气体从薄壁容器很小的小孔中逸出称为泻流。
处于平衡态的气体，在dt时间内，从△A面积小孔逸出的分子数△N’
具体求出分子束速率分布。dt时间内从dA面积的小孔逸出的分子数可写为，分子束中的速率分布F(v)dv。利用气体分子平均速率公式，分子束速率分布F(v)dv可表示为

（1）泻流
自由电子经典模型：金属中的自由电子的能量要比金属外空气中的游离电子的能量低W(脱出功)。自由电子脱出金属表面必须做功,所做的功可由热运动能量提供。
只要“碰撞”到金属表面上的自由电子的动能大于脱出功W，它就能穿透金属表面进入自由空间，这就是热电子发射现象。若令沿金属表面法向向外的方向定为x正方向，则只有速度分量vx为正，且满足vx＞vxmin条件的自由电子“碰”到金属表面上时才能逸出金属表面。
其中vxmin与脱出功W之间有如下关系

热电子发射强度Je。
若设金属自由电子数密度为n，则在dt时间内碰撞在dA面积上的所有速度分量在vx到vx+dvx范围内而vyvz为任意的分子数为

假定金属中自由电子遵从麦克斯韦分布,可以得到Je
W>>kT，
发射电子的阴极均由灯丝来加热。
Wsmaller在离地球中心距离为h的高层大气中，必有某些气体分子的速率大于从该处脱离地球引力而逃逸的最小速率vmin,

h>R+500km以上的大气散逸层中的气体十分稀薄，是地球大气的最外层，
这称为地球大气逃逸。
上世纪70年代初美国太阳神16号宇宙飞船登上月球表面时拍摄的照片。
原始月球也有大气，但由于月球表面的重力加速度仅为地球表面的1/6。经过太阳系约47亿年时间流逝，月球大气分子已几乎全部散逸光。其表面大气压强仅3×10-10Pa。
从太阳的高层大气中逃逸出来的粒子流称为太阳风。
氢原子核（质子）为主的粒子流，其平均速率为400km·s-1（在太阳活动期可高达1000km·s-1)，这就是宇宙射线。
它对生物会产生巨大损害。（1）泻流Maxwell分布律中e指数项§3.1气体分子的速率分布律气体处于保守力场中时

——在势能为零处单位体积内具有各种速
率的分子总数二.分子按坐标的分布律——主态空间单位体积内具有
各种速度的分子数对于处于平衡态的气体中的原子、分子、布朗粒子，以及液体、固体中的很多粒子，一般都可应用玻耳兹曼分布，只要粒子之间相互作用很小而可忽略.三.重力场中微粒按高度的分布四.等温大气压强公式——等温气压公式等温气压公式的应用范围：北京某旅游公司的经典广告：
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一两个平米的价格，欧美列国也回来了；
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生活在于经历，而不在于平米；
富裕在于感悟，而不在于别墅。
——感谢中央，感谢八年房价涨八倍§3.1气体分子的速率分布律平衡态理想气体分子热运动Maxwell速度分布律：平衡态理想气体分子热运动遵从1个统计规律：分子热运动的动能§3.4能量按自由度均分定理三.理想气体的内能决定一个物体在空间的位置的独立坐标数。转动例如：氢气（H2）在高温下两氢原子之间就有振
动，氯气（Cl2）在常温下便有振动。这时可以看作由两质点组成的弹性谐振子。多原子分子(n)三.理想气体的内能二.能量按自由度均分定理气体分子平均平动能是
每一个平动自由度上具有相同的平均平动能，都是3.推广到转动和振动自由度上气体分子热运动平均动能——三.理想气体的内能在温度为T的平衡状态下，物质分子的每一个自由度都具有相同的平均动能，其大小都等于理想气体分子热运动平均动能——5.分子热运动平均振动势能气体分子平均能量——
(1)关于热运动动能的统计规律，是对大量分子的统计平均所得结果，对个别分子完全不适用；
(2)只适用于系统的平衡态,不仅适用于理想气体，一般也可用于液体和固体。
(3)对于气体，能量按自由度均分是依靠依靠分子间的大量的无规碰撞来实现的；
对于液体和固体，能量均分则是通过通过分子间很强的相互作来实现的。
气体分子是如何通过频繁碰撞而发生不同粒子间、不同自由度间能量的转移的.
一个非对心碰撞的例。

三.理想气体的内能三.理想气体的内能摩尔内能三.理想气体的内能四.热容量3.定容摩尔热容量单原子分子气体：4.气体定容摩尔热容量理论值与实验值的比较在不同温度时几种双原子气体CV,m实验值在不同温度时双原子气体H2的CV,m,反常行为氢气定体热容反常和自由度冻结假说:H2分子：至于为什么自由度会被“冻结”，为什么随温度升高自由度会逐渐“解冻”，一切经典理论对此都无法解释