全国中学生物理竞赛课件15：气液固性质 - 图文

在宇宙飞船的实验舱内充满CO2气体，且一段时间内气体的压强不变，舱内有一块面积为S的平板紧靠舱壁．如果CO2气体对平板的压强是由气体分子垂直撞击平板形成的，假设气体分子中分别向上、下、左、右、前、后六个方向运动的分子数各有1/6，且每个分子的速率均为v，设气体分子与平板碰撞后仍以原速反弹．已知实验中单位体积内CO2的摩尔数为n，CO2的摩尔质量为μ，阿伏加德罗常数为N，求⑴⑴单位体积单位时间向S单位时间内打在平板上的CO2的分子数；⑵CO2气体对平板的压力．摩尔数面运动的分子体积

n?Sv单位时间撞击S面?N?NA的分子数（个/Δt）6单位时间向S运动

的分子的摩尔数

⑵由动量定理：

?SnvF?N?2mv?3?NA2?麦克斯韦分子速率分布规律nf?v??N??v气体分子速率麦克斯韦分布v?v?mfv??4????2?kT?vpv32vmv2?2?2kT?ev2?v23RTM8RT?M?三种分子速率

方均根速率

?3kT?m08kT??m0平均速率最可几速率

v?vp?2kT?m2RTM在半径为r的球形容器中装有N个理想气体分子．考察其中一个分子划着长为l的弦而与容器壁做弹性碰撞的情形．假设分子质量为m，平均速率为v．如果不考虑分子之间的碰撞，分子的这种运动将一直继续下去．因为从这次碰撞到下次碰撞所需时间是l/v，所以该分子在单位时间内将反复碰撞v/l次．设与弦l相对应的圆弧所张的角度为θ，则碰撞时动量mv的方向也改变θ，每次碰撞前后动量变化矢量关系如图，由图得．所以Nmv2；从而单位时间内一个分子动量变化大小为/r3RT/MN23?r/r个分子所产生的力的大小就是lmv，气体的压强p=Nmv/4．考虑到球体积，则可得?pl2pV=；由速率为．?pV=nRT得分子Nmv/3方均根mvrl?t?vvf?l由动量定理：

S4?r考虑球的体积V?4?r332气体的压强：p?lmvF??t?N??p?N?2rFNmv?3?pl?mvrmv?pNNmv?nRT?RTpV?3NA?l?mv★理想气体

▲模型特征

分子间无相互作用力分子无大小，为质点

a. 无分子势能内能即分子动能总和,由温度决定▲性质

▲实际气体与理想气体

pVb. 严格遵守气体实验定律?nRT?理想气体的内能

imiiE?N?kT??RT(?pV)2M22常温常压下，r>10r0，实

际气体可处理为理想气体