大学物理热学复习提纲.docx

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期末复习
理想气体状态方程
理想气体：温度不太低，压强不太高的实际气体可视为理想气体。
宏观上,在任何情况下都符合玻-马、盖-吕、查理三定律的气体。
三个实验定律：（1）玻—玛定律：pV=常数或T=常数
（2）盖.吕萨克定律：=常数或p=常数
（3）查理定律：=常数或V=常数
理想气体状态参量：
体积(V)，压强(p)，温度(T)；内能(E)，焓(H)，熵(S)，摩尔数()
理想气体分子模型：
①全同质点；②弹性碰撞；③除碰撞瞬间外无相互作用，忽略重力
理想气体的状态方程：：普遍适用
：状态变化中质量不变
阿佛伽德罗定律：
道尔顿分压定律：
混合气体的压强等于组成混合气体的各成分的分压强之和
（几种温度相同的气体混于同一容器中，各气体的平均平动动能相等）

关于：
是状态方程的微观式，大学物理中常用此式
式中：气体的分子数密度，即单位体积内的分子数
R=8.31J/(mol·K):普适气体常数
:玻耳兹曼常量
关于压强p：
：单位时间内碰在单位面积器壁上的平均分子数（气体分子碰壁数）

压强p：单位时间内气体(全部分子)施于单位面积器壁的平均冲量
压强的定义体现了统计平均。
Vx>0的分子占总分子的一半，或分子速度在某方向的分量平均值为0
（例如：在x方向，有；在y方向，有；在z方向，有）这是机会均等的表现。
也是机会均等的表现。
是统计平均的表现。
微观量与宏观量的关系：，（注：）
压强是相应的微观量：分子数密度和平动动能的统计平均。
压强与分子数密度n有关，与气体种类无关。
温度是相应的微观量：平均平动能的统计平均值。
温度是大量气体分子热运动的外在表现，实质就是反映了气体内部分子热运动的剧烈程度。
对不同气体，平衡态时，若T相同，表示相同，但或不一定相同，因为还要考虑分子的质量m；同样，若相同，也不一定T相同。
只有宏观量才能被测量，微观量不能。
压强和温度都是大数量分子的微观量的统计平均，对于少数分子没有压强和温度可言。
分子力：分子力是由静电力、电子轨道不同状态的结合力等组成的，并非来自万有引力
麦克斯韦分布律
速率分布函数:分布在速率v附近的单位速率间隔内的分子数占总分子数的比例，是速率v的函数。
涨落现象：偏离统计平均值的现象
统计规律永远伴随着涨落现象（粒子数越少，涨落现象越明显）。
是统计规律，只适用于大量分子组成的集体。也有涨落，非常小。
三种速率（理想气体、温度为T的平衡态）
最概然速率---讨论速率分布（概率）时用到
（是速率分布中的最大速率吗？）
平均速率---在讨论分子平均碰撞频率(平均自由程)时用到
方均根速率---在计算分子的平均平动动能时用到
同一气体：
不同气体：它们都。
输运过程
气体分子碰撞
使平衡态下分子速度有稳定分布；
实现能量均分；
使气体由非平衡态平衡态。
描述的物理量有：碰撞截面σ；平均碰撞频率；平均自由程
刚球模型：把分子看作直径为d，无引力作用的弹性刚球。
有效直径d：两分子在碰撞中其中心所能接近的最小距离，相当于完全弹性小球的直径d。它是统计平均值，可视为常数。
碰撞截面σ：以分子的有效直径d为半径的球体的最大截面σ＝πd2.
若两种不同的分子相碰，σ的半径为（d1+d2）/2
平均碰撞频率：一个分子在单位时间与其他分子的平均碰撞次数。
（∵，）
一般109次/秒：即每秒碰几十亿次!
讨论：如何变化？
温度不变时，随压强的增大而增大：
压强不变时，随温度的增大而减小：
平均自由程：分子在相邻两次碰撞之间自由走过的平均路程(是统计平均值)
一般10-8~109m（nm级），约为d的200倍。
讨论：如何变化？
温度不变时，随压强的增大而减小：
压强不变时，随温度的增大而增大：
和都反映了分子间碰撞的频繁程度：在一定时，分子间的碰撞越频繁，就越大，就越小。
三类输运过程：
输运过程是指系统由非平衡态向平衡态的变化过程，其过程的快慢取决于分子间碰撞的频繁程度（即碰撞频率）。输运过程中都有相应物理量的定向迁移。
粘滞现象：因各气层定向流速不均匀而使相邻两气层互现切向内摩擦力的现象。
宏观表现为分子定向运动的动量迁移。
热传导现象：因气体各层的温度不均匀而使相邻两气层有热量传递。
宏观表现为气体分子热运动能量迁移。
扩散：当气体的密度不均匀时，气体的质量将从密度大的区域向密度小的区域移动的现象。单纯由热运动产生的扩散叫纯扩散。
宏观表现为由于分子热运动所产生的气体宏观粒子迁移或质量迁移。
分子的热运动和分子间的碰撞是输运过程的内因，是出发点。
密度不均匀
温度不均匀
流速不均匀

定向运动动量
运动平均动能
质量
扩散
热传导
粘滞
现象
原因
传递量
系数公式
动量沿流速减小的方