1、關(guān)于固體和液體的基本性質(zhì)第一張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月11 氣體動理論和理想氣體模型一、氣體分子狀況(自學(xué))一切物質(zhì)都是由大量分子、原子組成的；所有分子都處在不停的、無規(guī)則的運(yùn)動中；分子間有相互作用。1. 物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的三個基本觀點(diǎn)2. 分子力曲線 除此之外，分子具有一定的質(zhì)量和體積；分子之間與器壁之間進(jìn)行著頻繁的碰撞。第二張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月210.30-0.5分子力性質(zhì) 1.當(dāng)r s (分子力的有效作用距離)時，分子力忽略不計(jì)短程力；s10-19引力斥力半經(jīng)驗(yàn)公式：2.當(dāng)r s 時，引力取主要作用引力；第三張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3

2、4.當(dāng)r rm 時，斥力取主要作用斥力； 3.當(dāng)r = rm 時，引力最大； 5.當(dāng)r = r0 時，分子間的引力和斥力抵消，合力為零平衡位置。 6.當(dāng)r r0 時，斥力急劇增大，達(dá)r = d r0 時，斥力作用推開分子。10.30-0.5s10-9第四張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4分子熱運(yùn)動的能量包括動能和勢能兩部分。勢能部分使原子趨于團(tuán)聚，動能部分使分子趨于飛散。物質(zhì)處于氣態(tài)時，平均動能勝過勢能。物質(zhì)處于固態(tài)時，勢能勝過平均動能。物質(zhì)處于液態(tài)時，兩者勢均力敵。在分子力與分子運(yùn)動的競爭中：第五張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月5二、氣體的微觀模型1.基本假設(shè)(1)剛性質(zhì)

3、點(diǎn)的假設(shè)分子體積忽略不計(jì)(分子完全彈性碰撞(2)分子間無勢能的假設(shè)(分子與分子或器壁碰(3)單個分子的運(yùn)動遵從牛頓力學(xué)定律的假設(shè)。線度分子間平均距離)撞時除外)；三、理想氣體狀態(tài)的描述1.氣體系統(tǒng)的平衡態(tài)第六張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月6氣體系統(tǒng)(簡稱系統(tǒng))：研究的物體和物體系。外界(環(huán)境)：接影響，處于系統(tǒng)之外對系統(tǒng)有直的物體。系統(tǒng)孤立系統(tǒng)：開放系統(tǒng)：封閉系統(tǒng)：不受外界任何影響不與外界交換物質(zhì)與外界可交換物質(zhì)熱學(xué)狀態(tài)：某時刻系統(tǒng)的存在形式第七張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月7 在不受外界影響的條件下，一個系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間改變的狀態(tài)，稱為熱學(xué)系統(tǒng)的平衡態(tài)。平衡態(tài)的

4、性質(zhì)(1)任何系統(tǒng)自發(fā)趨于平衡；(2)熱動態(tài)平衡； (3)系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，常可用少數(shù)幾個物理量描述其宏觀性質(zhì)。這些物理量叫狀態(tài)參量。平衡態(tài)的判斷第八張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月8系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間變化穩(wěn)定平衡(必要條件)不受外界影響(即無物質(zhì)和能量交換)(充要條件)狀態(tài)參量可分為幾何的（如體積V，長度L）力學(xué)的（如壓強(qiáng)p, 張力F ）化學(xué)的（如摩爾數(shù)，成分xi ）電磁的（如電場E，電極化強(qiáng)度P， 磁場B，磁化強(qiáng)度M ） 2.狀態(tài)參量：描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量第九張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月9熱學(xué)中的狀態(tài)參量：常用p、V、T宏觀參量(1)體積V：是系統(tǒng)分子達(dá)到的

5、空間(容器的容積)V 的單位：國際單位制 m3，常用cm3 、l換算關(guān)系：1 l = 10-3 m3 = 103 cm3(2)壓強(qiáng)p ： 是氣體作用于容器器壁單位面積上 的垂直壓力的大小。p 的單位：國際單位制pa (帕斯卡)，即N/m2其他常用單位：atm、mmgH第十張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月10(3)溫度T ：T 的宏觀定義：溫度是表示物體冷熱程度。T 的微觀定義：溫度反映了系統(tǒng)中分子熱運(yùn)動的強(qiáng)弱程度。 溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示法。 基本溫標(biāo)T ：熱力學(xué)溫標(biāo)。 單位為 K (開) 攝氏溫標(biāo) t ： C攝氏溫標(biāo)與熱力學(xué)溫標(biāo)的關(guān)系：(常用溫標(biāo))t = T273.15第十一張，PP

6、T共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月113.理想氣體狀態(tài)方程 系統(tǒng)的參量并不都是獨(dú)立的。在平衡態(tài)，狀態(tài)參量間的關(guān)系叫做狀態(tài)方程。第十二張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月122 理想氣體的壓強(qiáng)和溫度一、理想氣體壓強(qiáng)公式宏觀角度：壓強(qiáng)是容器器壁單位面積上所受氣體的壓力。微觀角度：壓強(qiáng)是大量分子對器壁碰撞的平均效果。 設(shè)一定量的理想氣體，被封閉在邊長分別為l1、l2和l3 的容器內(nèi)，平衡態(tài)時分子總數(shù)為N，單位體積內(nèi)的分子數(shù)為n ，質(zhì)量為m。xyzl1l2l3第十三張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月13各分子的運(yùn)動速度不同。分子碰撞分析：(1)正碰：碰撞前后交換速度(2)斜碰：任一方向的

7、動量不變 容器內(nèi)任意一個分子i 的運(yùn)動速度為 討論垂直于x 軸的壁面 S1 所受分子的撞擊及產(chǎn)生的壓強(qiáng)xyzl1l2l3S1S2第十四張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月14m。vivivix-vixi 碰撞后速度只在方向的分量改變了符號 (1)速度基本為 vi 的分子對器壁 A1的一次碰撞碰撞前后每個分子的動量變化為：( y, z 方向的速度分量不變)i分子對器壁的沖量變化為：(方向與S1垂直)xyzl1l2l3S1S2第十五張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月15(2)單位時間內(nèi)vi 作用于S1的沖量i分子在S1 、S2 間往返一次時間：(vix 大小不變，只改變方向，經(jīng) 2l

8、1 需時間t )(接連兩次與S1 碰撞的時間間隔)單位時間內(nèi)碰撞的次數(shù)：單位時間內(nèi)作用于S1的沖量為：第十六張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月16(3)單位時間內(nèi)N個分子對S1的作用：(統(tǒng)計(jì)平均)第十七張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月17(4)氣體對容器壁S1的宏觀壓強(qiáng)令分子數(shù)密度 由于碰撞，分子往各方向運(yùn)動的概率相同，沒有占優(yōu)勢的速度方向。即 n 沿各方向速率的各種平均值相等 。即第十八張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月18可以證明：氣體壓強(qiáng)公式用代入上式得第十九張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月19氣體分子的平均平動動能壓強(qiáng)的本質(zhì)宏觀角度：壓強(qiáng)是單位面積上

9、的力效果。是大量分子的統(tǒng)計(jì)表現(xiàn),只具有統(tǒng)計(jì)意義。微觀角度：壓強(qiáng)是大量分子對器壁碰撞的平均第二十張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月20二、熱力學(xué)第零定律：幾個名詞：AB絕熱壁、導(dǎo)熱壁、熱接觸、熱平衡AB絕熱壁導(dǎo)熱壁A、B各自獨(dú)立A、B互相影響 用導(dǎo)熱壁隔開而進(jìn)行熱接觸的系統(tǒng)，經(jīng)一段時間后到達(dá)共同的平衡態(tài)稱系統(tǒng)達(dá)到熱平衡。第二十一張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月21實(shí)驗(yàn)事實(shí)：ABCABA、B分別與C達(dá)熱平衡CA、B互為熱平衡如果兩個系統(tǒng)中的每一個都與第三個系統(tǒng)處于熱平衡，則它們彼此也必定處于熱平衡。這一規(guī)律叫熱力學(xué)第零定律。思考：說明什么？第二十二張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于20

10、22年6月22宏觀性質(zhì)熱運(yùn)動狀態(tài)的特征決定熱接觸熱平衡宏觀性質(zhì)有相同量值溫度是決定兩系統(tǒng)熱平衡性質(zhì)的物理量。溫度的定義：溫度的特征：一切互為熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。熱力學(xué)第零定律的意義：(1)簡單的事實(shí)上升為定律；(2)給出了溫度的嚴(yán)格定義；(3)成為測溫學(xué)的基礎(chǔ)。第二十三張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月23三、溫度的微觀解釋(1)分子運(yùn)動的能量1mol 理想氣體兩邊同乘mol體積v令玻爾茲曼常數(shù)第二十四張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月24k =1.38 10-23JK-1分子平均平動動能公式熱平衡的本質(zhì)：(分子無規(guī)則運(yùn)動的平均平動動能相等。只與T有關(guān))第二十五張，P

11、PT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月25(2)溫度的微觀解釋 溫度是物質(zhì)系統(tǒng)內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動劇烈程度的量度。 即是分子平均平動動能的量度。是一個統(tǒng)計(jì)概念，只能用來描述大量分子的集體狀態(tài)。溫度的通俗定義：溫度的操作定義：溫度嚴(yán)格的科學(xué)定義：溫度就是冷熱程度的量度。溫度就是某種溫度計(jì)的讀數(shù)。溫度是決定兩系統(tǒng)熱平衡性質(zhì)的物理量。第二十六張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月26 氣體分子的方均根速率= m/NAk = R/NANA= R/k =/m k/m = R /兩種不同氣體的方均根速率之比第二十七張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月273 理想氣體的內(nèi)能一、物體的自由度 決定一個物

12、體的位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)稱為這個物體的自由度(degree of freedom)。2. 質(zhì)點(diǎn)：空間自由運(yùn)動：(x , y , z)三個自由度 某一平面運(yùn)動：(x , y)兩個自由度直線運(yùn)動：(x)一個自由度受到約束自由度數(shù)減少1. 自由度定義第二十八張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月280 xyzC3. 剛體：運(yùn)動的分解平動(質(zhì)心C)繞定軸(AB) 的轉(zhuǎn)動ABa.決定質(zhì)心的位置：(x , y , z)三個自由度(平動)(x , y , z)b.決定轉(zhuǎn)軸的位置：( , , )cos 2 +cos 2 + cos 2 =1兩個自由度(轉(zhuǎn)動)c.決定剛體定軸轉(zhuǎn)過位置： 一個自由度(轉(zhuǎn)動)

13、剛體共有6個自由度,其中3個平動、三個轉(zhuǎn)動。第二十九張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月294.氣體分子的自由度1.單原子分子(氦、氖、氬)：可看作質(zhì)點(diǎn)三個自由度2.雙原子分子(氫、氧、氮、一氧化碳)：C ?(1)質(zhì)心C三個自由度(2)兩個原子的連線兩個自由度(無繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動)0 xyz(3)兩原子間相對位置(兩原子間 距離)一個自由度(振動) 共有六個自由度，三平動、兩振動、一振動。第三十張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月303.多原子分子(三個或三個以上原子組成的分子)(水、二氧化碳、氮化氫)H2O：三個平動三個轉(zhuǎn)動三個振動九個自由度一般：如果一個分子有n個原子組成，則它最多有

14、3n 個自由度。其中3個 是平動的、3 個是轉(zhuǎn)動的、其余(3n - 6) 個是振動的。但分子的運(yùn)動受到某種限制時，其自由度的數(shù)目就會減少。COHH第三十一張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月31二、能量按自由度均分定理分子平均平動動能： 平動自由度數(shù)為3，且結(jié)論：分子的每個平動自由度上平均分得的能量。推廣得一個定理：第三十二張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月32 在熱平衡狀態(tài)下, 物體(氣體、液體、固體)分子的每個自由度都具有相同的平均動能，在溫度T下其值為。此定理叫做能量按自由度均分(或稱能量均分定理) ( theorem of equipartition ofenergy )

15、。三、理想氣體的內(nèi)能1.實(shí)際氣體的內(nèi)能：分子轉(zhuǎn)動動能分子振動能分子平動動能分子間的相互作用勢能分子無規(guī)則運(yùn)動能(與T有關(guān))(與V有關(guān))U U(T , V)第三十三張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月332. 理想氣體的內(nèi)能(分子無規(guī)則運(yùn)動能)U U (T)此時分子間和原子間無作用勢能受到約束如果某個分子有t 個平動自由度，r 個轉(zhuǎn)動自由度，s 個振動自由度。 分子的平均總動能為：在振動自由度上能量還有的平均振動勢能。振動能振動動能振動勢能振動勢能等于振動勢能 分子振動的討論：第三十四張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月34 分子的平均總能量為：總i = t + r + 2s 分子能

16、量均分的自由度數(shù) 一定量理想氣體： 一定量的理想氣體的內(nèi)能，只決定于分子的自由度和系統(tǒng)的溫度，而與系統(tǒng)的體積和壓強(qiáng)無關(guān)。 第三十五張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月354 麥克斯韋速率分布律一、麥克斯韋速率分布律 (Maxwell speed distribution law) 設(shè)系統(tǒng)內(nèi)共有 N 個分子，處于v 到v +dv 間隔內(nèi)的分子數(shù)為dN,占總分子數(shù)的比率為dN/N (dv)。1.氣體分子的速率分布函 對于處于平衡態(tài)的給定氣體系統(tǒng)，在速率 v 附近，處于單位間隔內(nèi)的分子數(shù)在分子總數(shù)中所占的比率 dN/(Ndv) 是確定的函數(shù)，用 f (v) 表示：第三十六張，PPT共八十三頁，

17、創(chuàng)作于2022年6月36表示分布在速率vv+dv間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率。表示分布在v1v2速率范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率。表示分布在 0 到 速率范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率等于1。2.麥克斯韋速率分布函數(shù)式中T 是氣體系統(tǒng)的熱力學(xué)溫度，k 是玻耳茲曼常量，m 是單個分子的質(zhì)量。第三十七張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月373.麥克斯韋速率分布律4.麥克斯韋速率分布曲線0vf(v) 曲線從坐標(biāo)原點(diǎn)出發(fā)，隨著速率增大，分布函數(shù)迅速達(dá)到一極限值，然后很快減小，隨速率延伸到無限大，分布函數(shù)逐漸趨于零。f(vp)vp第三十八張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月380vf(v

18、)f(vp)vpdv(1)小矩形面積f(v) 表示分布在速率vv+dv間隔內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率。v1v2(2)曲邊梯形的面積 表示分布在v1v2速率范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率。(3)曲線下的面積：1 表示分布在0到 速率范圍內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的比率等于1。第三十九張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月39f(v)v1.當(dāng)氣體一定時，曲線 隨溫度如何變化？T=73KT=273K0 2.當(dāng)溫度一定時，曲線形狀隨不同氣體如何變化？vpvp二、用速率分布函數(shù)求分子的統(tǒng)計(jì)平均值1. 最概然速率vp：(求)2. 平均速率第四十張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月402. 平均速率3.

19、 方均根速率 第四十一張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月41 例題：試計(jì)算0 oC下N2、O2、H2、He氣體分子的方均根速率。解：，R8.31Jmol-1K-1(N2)= 493ms-1(O2)= 461ms-1(H2)=1845ms-1(He)=1351ms-1第四十二張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月42為什么地球幾乎沒有He 和H2 而富有N2 和O2 ？ 地球表面的逃逸速度為11.2103ms-1，以上四種氣體的方均根速率與逃逸速度之比為：K=vr /v逃H2 He N2 O21/6 1/8 1/23 1/25 似乎He原子和H2分子都難逃逸地球的引力而散去，但是由于

20、速率分布的原因，還有相當(dāng)多的He和H2的速率超過了逃逸速率而可散去。 當(dāng)代宇宙學(xué)知，宇宙中原始的化學(xué)成分大部分是H2(約占3/4)和He (約占1/4)。地球形成之初，大第四十三張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月43氣中應(yīng)該有大量的氫和氦。正是由于相當(dāng)數(shù)目的He 原子和 H2 分子的方均根速率超過了逃逸速率,它們不斷逃逸，幾十億年過去后，如今地球大氣中就沒有 H2 和 He 了。與此不同的是 N2 和 O2 分子的方均根速率小(1/23和1/25)，這些氣體分子逃逸的可能性就很小了。于是大氣今天就保留氮?dú)?76%)和氧氣(23%) 。 實(shí)際上大氣化學(xué)成分的起因是很復(fù)雜的，許多因素還未清

21、楚，有待研究。第四十四張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月44*5 范德瓦耳斯方程(vander waals equation)對1mol理想氣體，狀態(tài)方程為其中: p為不考慮分子間引力時氣體對器壁的壓強(qiáng) vm為不考慮分子體積時自由活動的體積( 即容器的容積；氣體所占的體積)1.分子體積的修正分子具有體積 ：分子自由活動的空間減少，應(yīng)減去一反映分子體積的量 b ，則分子自由活動的空間為：vm b一、范德瓦耳斯方程的導(dǎo)出第四十五張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月45b反映分子本身體積的改正項(xiàng)狀態(tài)方程修改為:b 約為1mol 氣體分子本身總體積的4倍2.分子間引力的修正 范德瓦耳斯認(rèn)

22、為是氣體分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的動力壓強(qiáng)(對器壁作用的壓強(qiáng))b 表示1mol 氣體處于最緊密狀態(tài)時所占體積。斥力作用項(xiàng)第四十六張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月46sspi分子作用球不受力(受力對稱，抵消)，與理想氣體分子同受指向氣體內(nèi)部的引力衡指向內(nèi)部的 內(nèi)壓強(qiáng) pi 。遠(yuǎn)離器壁時，分子a ： 此時，分子受力與理想氣體相同。靠近器壁時，分子b、g ：Pi 引力壓強(qiáng)，第四十七張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月47 施加引力的內(nèi)部分子的數(shù)密度pi 被吸引的表面層內(nèi)的分子數(shù)密度 pi n2 1/v2，pi = a / vm 2a 反映分子間引力的常數(shù)。 由于分子引力作用，使器壁受碰撞沖

23、量減小，即實(shí)際測得的壓強(qiáng)值 p u1)定向流速差：u = u2u1設(shè)定向流速由A處(u1)B處(u2)連續(xù)變化第五十六張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月56用速度梯度：(速度隨空間的變化率) 越大，氣層的定向流速越不均勻，粘滯現(xiàn)象越明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：Z0 處平面ds (Z 軸)牛頓粘滯定律 粘滯系數(shù)：與氣體性質(zhì)和狀態(tài)有關(guān)。第五十七張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月572.黏性本質(zhì)當(dāng)氣體流動時，每個分子有動量1.熱運(yùn)動動量2.定向運(yùn)動動量 mu(無規(guī)則)(由氣層流速定向確定)所有分子整體1.熱運(yùn)動動量平均值為零2.定向運(yùn)動動量的平均值為mu 只需考慮定向流速如何輸運(yùn)？ 由于氣體分子

24、無規(guī)則運(yùn)動和碰撞， A、B兩層交換分子，總的效果：z0z1z2ABxyzo第五十八張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月58 A 層動量增大，B 層動量減少，宏觀上表現(xiàn)為互施黏性力。 宏觀黏性現(xiàn)象實(shí)際上是微觀分子無規(guī)則運(yùn)動交換定向動量的結(jié)果。z0z1z2ABxyzoB層(mu2) A層(mu1)B層： 分子穿過 ds 面進(jìn)入A 層，通過碰撞交換(mu2 mu1) 動量給A層，使A層的動量增加(mu2 mu1)。A層： 分子從AB, 使B層動量減少(mu2 mu1)?？傮w形成沿 Z 軸自上而下的動量輸運(yùn)，宏觀上表現(xiàn)為互施粘滯力。第五十九張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月59粘滯現(xiàn)象的

25、本質(zhì)： 由于氣層流速不均勻而引起的分子定向運(yùn)動的量輸運(yùn)。3.黏性的微觀解釋 簡化處理： (1)沿三坐標(biāo)正、負(fù)運(yùn)動的分子的概率相等 等概率原理； 沿Z軸上或下穿過ds 的分子數(shù)為 1/6(2)無規(guī)則運(yùn)動平均速率相同；(3)分子數(shù)密度均勻(不計(jì)外力場的影響)；(4)同化假設(shè)。第六十張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月60 推導(dǎo)：(1)求dt 內(nèi)ds 面交換的分子數(shù)以ds 為截面積，為高，取柱體z0z1z2ABxyzods柱體體積：柱體內(nèi)分子數(shù)： (2)dt 內(nèi)A、B交換一對分子的動量：dk = A層分子定向動量B層分子定向動量= mu1mu2第六十一張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月

26、61z0z1z2ABxyzods根據(jù)同化假設(shè)： A、B交換的分子都具有過ds 前最后一次受碰處的定向動量。 考慮與ds 面Z0 處上、下相距處層：Z =Z0 處的梯度為：交換一對分子的動量：第六十二張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月62由梯度的定義：代入dk(3)dt 內(nèi)交換dN 對分子的動量：第六十三張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月63( 、 氣體性質(zhì)， (T ) 氣體狀態(tài))動量沿u 減小的方向輸運(yùn)，小結(jié)： 粘滯現(xiàn)象是由于氣體內(nèi)部速度不均勻引起的，內(nèi)部有動量的輸運(yùn)，直至各處速度均勻?yàn)橹?。第六十四張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月64三、熱傳遞z0z1z2xyzoT2

27、T0T1ABds 由于氣體各處溫度不均勻引起的內(nèi)部有熱量輸運(yùn)(熱量從T 較高處傳到T 較低處)，直至各處溫度均勻?yàn)橹埂醾鲗?dǎo)與什么因素有關(guān)？答：溫度、面積、時間。第六十五張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月65實(shí)驗(yàn)結(jié)果：熱量沿T 減小的方向輸運(yùn)， ：熱傳導(dǎo)系數(shù)，與氣體性質(zhì)和狀態(tài)有關(guān)。溫度梯度三、擴(kuò)散現(xiàn)象的宏觀規(guī)律 由于氣體各處密度不均勻引起的，內(nèi)部有質(zhì)量的輸運(yùn)，直到各處均勻?yàn)橹埂５诹鶑?，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月66注意： 現(xiàn)在討論的擴(kuò)散現(xiàn)象，只單純由密度不同所致(排除 p、V 、T 不同)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：質(zhì)量沿 減小的方向輸運(yùn)D：密度系數(shù)，與氣體性質(zhì)和狀態(tài)有關(guān)。密度梯度第六

28、十七張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月677 固體的性質(zhì)一、固體的分類晶 體(石英、方解石等)非晶體(松香、瀝青等)在氣體中分子運(yùn)動占主導(dǎo)地位，分子力是從屬的，分子處于無序狀態(tài)。在固體中分子力占主導(dǎo)地位，分子運(yùn)動是從屬的。二、晶體的宏觀特征和內(nèi)在結(jié)構(gòu)美麗的水晶晶體 晶體最引人注目的特征是其美麗的對稱性。第六十八張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月681.固體的宏觀特征：(1)相應(yīng)晶面間夾角不變(2)有解理面晶體易于斷裂的面(3)有確定的熔點(diǎn)(4)各向異性沿不同方向物理性質(zhì)不同 晶體單晶體多晶體具有晶體的宏觀特征具有確定的熔點(diǎn)(由體積很小的單晶體構(gòu)成) 非晶體無固定形狀及確定熔點(diǎn)，

29、各向同性水晶晶體明礬方解石晶體第六十九張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月692.晶體的微觀結(jié)構(gòu)分子排列周期性對稱性晶體的空間點(diǎn)陣：用點(diǎn)代表粒子的質(zhì)心，粒子質(zhì)心位置的結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)排列周期性對稱性空間點(diǎn)陣結(jié)點(diǎn)的總體晶體的空間點(diǎn)陣排列已經(jīng)由X射線實(shí)驗(yàn)所證實(shí) 晶體外觀的對稱性反映了內(nèi)在的結(jié)構(gòu)，即分子排列的對稱性。第七十張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月70三、晶體中粒子的相互作用由于固體中分子力占主導(dǎo)地位，使原子排列成整齊的晶格，每個格點(diǎn)都是原子的平衡位置。固體中的原子不能遠(yuǎn)離各自的平衡位置，只能圍繞它們作微小振動(簡諧振動)。各振動不是相互獨(dú)立的，而是全部耦合在一起。四、晶體中粒子的結(jié)合

30、力(化學(xué)鍵)1.離子鍵 離子晶體(正、負(fù)離子構(gòu)成空間點(diǎn)陣)2.共價鍵 原子晶體 (原子間共用電子對)第七十一張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月71大多數(shù)晶體是幾種鍵共同作用的結(jié)果。3.范德瓦耳斯鍵 分子晶體 (分子間有弱引力)4.金屬鍵 金屬晶體 (自由電子)5.氫鍵 (極性分子力介于范氏鍵和離子鍵間) (與氣體相似)例如：金剛石、石墨，同是碳原子組成石墨: 金剛石: 共價鍵 較堅(jiān)固金屬鍵(一個電子為層中全部原子共有) 能導(dǎo)電共價鍵(每個碳原子有三個電子以共價鍵與周圍 三個原子相互作用) 不易斷裂范氏鍵(層與層之間的結(jié)合) 力弱易滑動第七十二張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月7

31、28 液體和液體的微觀結(jié)構(gòu) 在分子力和分子運(yùn)動的競爭中，液態(tài)是二者勢均力敵的狀態(tài)。液態(tài)介于氣體與固體之間。研究液態(tài)的辦法 (1)稠密的實(shí)際氣體(用范德瓦耳斯方程得一些定性數(shù)量級概念)(2)瀕臨瓦解的晶格(結(jié)構(gòu)方面更像非晶態(tài)固體)一、液體的微觀結(jié)構(gòu)(1)分子的排列小區(qū)域內(nèi)短時間內(nèi)規(guī)則排列，而小區(qū)域間無序排列。第七十三張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月73(2)分子的熱運(yùn)動分子在某平衡位置附近在定居時間內(nèi)作微小振動。分子在定居時間內(nèi)是短程有序、長程無序的。二、液體的分子現(xiàn)象1. 表面張力液體表面分子受到指向液體內(nèi)部的力，而具有表面力學(xué)性質(zhì)：液體表面有自動收縮的趨勢表面張力表面張力液體極薄表面層的內(nèi)力液體表面與氣體周圍分子間的相互作用第七十四張，PPT共八十三頁，創(chuàng)作于2022年6月74表面張力的由來：表面層分子間距離稍大，存在切向吸引力。f = L表面張力的方向：在液面的切面內(nèi)垂直于界線并指向產(chǎn)生它的一方。設(shè)液面長度為L，表面張力為f f L( 分子分布對稱的)f L( f 由L兩邊分子相互作用引起)L是表面張力系數(shù)：