1、氣體動(dòng)理論 第一節(jié)力學(xué)規(guī)律性和統(tǒng)計(jì)規(guī)律性 3-2-1 力學(xué)規(guī)律性和統(tǒng)計(jì)規(guī)律性一、力學(xué)規(guī)律性確定性： (1) 線性動(dòng)力學(xué) 決定論 (2) 非線性動(dòng)力學(xué) 出現(xiàn)“混沌”混沌 由于確定性系統(tǒng)中的初值敏感性 （內(nèi)在隨機(jī)性）而出現(xiàn)無規(guī)律運(yùn)動(dòng) （短期可預(yù)測而長期不可預(yù)測）可逆性：t 改為 - t，力學(xué)規(guī)律不變。 即：時(shí)間反演不變例：自由落體錄像倒放與上拋運(yùn)動(dòng)不可區(qū)分伽爾頓板實(shí)驗(yàn).粒子數(shù)按空間位置分布曲線 粒子落入其中一格是一個(gè)偶然事件，大量粒子在空間的分布服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。二、統(tǒng)計(jì)規(guī)律性 1、概率性.終了.擴(kuò)散隔板.開始2、方向性 ： .開始.匯聚隔板.終了自由收縮可能不可能自由膨脹3-2-2 統(tǒng)計(jì)方法基礎(chǔ)及統(tǒng)

2、計(jì)物理的基本假設(shè)一、統(tǒng)計(jì)方法基礎(chǔ)（自學(xué)：要求了解）二、統(tǒng)計(jì)物理的基本假設(shè)和基本原理 1、基本假設(shè) 等概率原理：對(duì)于平衡態(tài)的孤立體系，總能量相等的各種微觀粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)的概率相等。 2、基本原理 宏觀量是相應(yīng)微觀量的統(tǒng)計(jì)平均值麥克斯韋速度分布推廣到處于保守力場中的氣體。在平衡態(tài)，速度在 ( vx , vy , vz ) 到 ( vx +dvx , vy+dvy , vz+dvz )，而位置在 ( x , y , z )到 ( x+dx , y+dy , z+dz )范圍內(nèi)的分子數(shù)為： 式中 no 是在氣體分子的勢能為零處，單位體積中所包含的各種速度的分子總數(shù)。 = + p 為分子的總能量二、氣

3、體分子按勢能分布 在坐標(biāo)區(qū)間 x x+dx ，y y+dy，z z+dz 內(nèi)具有所有各種速度的分子數(shù)為：根據(jù)歸一化條件，上式積分項(xiàng)的數(shù)值為1。 此式即分子按勢能的分布規(guī)律，是玻爾茲曼分布律的一種常用形式。表示分子處于勢能較高的位置的概率較小，即分子將優(yōu)先占據(jù)勢能較低的狀態(tài)。 若在重力場中 P = mgz，則任意高度 z 處單位體積內(nèi)的分子數(shù)為： 在勢能 P 處，單位體積中具有各種速度的分子數(shù) n 為： 此式即重力場中微粒按高度的分布規(guī)律。 在溫度一定時(shí)，大氣壓強(qiáng)隨高度按指數(shù)規(guī)律減小。結(jié)論對(duì)于微元狀態(tài)變化也成立，所以 dQ = 3d(PV) = 3d(RT) = 3R dT C = dQ/dT

4、= 3R另一種解法： 狀態(tài)方程：PV = RT 過程方程：P = V摩爾熱容： C = dQ/dT = dE /dT + PdV/dT = CV + P dV/dT對(duì)關(guān)系式 V2 = RT 兩邊求微分： 2 VdV = RdT dV/dT = R/2V = R/2P C = CV+ P dV/dT = 5R /2 + R/2 = 3R V2 = RT基本概念功、熱量、內(nèi)能、平衡態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)過程、可逆過程與不可逆過程、循環(huán)過程基本定律1、熱力學(xué)第一定律=dE+QdP dVEE=12+QP dV2、熱力學(xué)第二定律克勞修斯、開耳芬表述：基本公式1、理想氣體狀態(tài)方程（1）同一狀態(tài) PV = RT = M

5、RT/ Mmol（2）同一系統(tǒng) P1V1 / T1 = P2V2 / T23、絕熱方程泊松方程P=VCVP=CCR=CCV+P2、摩爾熱容 C = dQ/dT = CV + P dV / dTQ11AQQQ=2211QQ1=TT21=卡1122AQw=QQQ2（2）致冷系數(shù)卡諾循環(huán)（1）熱機(jī)效率wTT=12T2卡基本概念基本公式理想氣體、溫度、自由度、內(nèi)能、速率分布函數(shù)、速率 ( 平均、最可幾、方均根 )2、壓強(qiáng)公式：1、理想氣體物態(tài)公式： PV = RT P = nkTP=23n w3、溫度公式： w= kT32能量均分原理理想氣體的內(nèi)能=2 kTi=EimolRT2( 1 mol )=MimolM2ERTiPV2=( M kg )理想氣體的熱容