(本科）物理学第七版12-8 分子平均碰撞次数和平均自由程.ppt

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1、第十二章第十二章 气体动理论气体动理论112-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版 自由程自由程 ： 分子两次相邻碰撞之间自由通分子两次相邻碰撞之间自由通过的路程过的路程 .第十二章第十二章 气体动理论气体动理论212-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版 分子分子平均碰撞频率平均碰撞频率：单位时间内一个：单位时间内一个分子和其他分子碰撞的平均次数分子和其他分子碰撞的平均次数. 分子分子平均自由程平均自由程：每两次连续碰撞之：每两次连续碰撞之间，一个分子自由运动的平均路程间，一个分子自由运动的平

2、均路程.第十二章第十二章 气体动理论气体动理论312-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版简化模型简化模型 ( (1) ) 分子为刚性小球分子为刚性小球 . ( (2) ) 分子有效直径为分子有效直径为 （分子间距平均值）（分子间距平均值）. ( (3) ) 其他分子皆静止，某分子以平均速率其他分子皆静止，某分子以平均速率 相对其他分子运动相对其他分子运动 .dv第十二章第十二章 气体动理论气体动理论412-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版单位时间内平均碰撞次数：单位时间内平均碰撞次数：nd

3、Zv2第十二章第十二章 气体动理论气体动理论512-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版ndZv22 考虑其他分子的运动考虑其他分子的运动，分子平均碰撞频率分子平均碰撞频率第十二章第十二章 气体动理论气体动理论612-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版 平均自由程平均自由程 212Zd nvnkTp 22kTd p T 一定时一定时p1 p 一定时一定时T第十二章第十二章 气体动理论气体动理论712-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版 例例1

4、 试估计下列两种情况下空气分子的试估计下列两种情况下空气分子的平均自由程平均自由程:（1）273 K、1.013 时时； （2） 273 K 、1.333 时时. Pa105Pa103（空气分子有效直径（空气分子有效直径 ）m 1010. 310dpdkT22解解第十二章第十二章 气体动理论气体动理论812-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版m 1071. 8 m 10013. 1)1010. 3(22731038. 185210231m 62. 6 m 10333. 1)1010. 3(22731038. 13210232第十二章第十二章

5、气体动理论气体动理论912-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版 例例2 宇宙中除了发光的恒星，还有许多宇宙中除了发光的恒星，还有许多星云和星际介质星云和星际介质. 某一暗星云的温度为某一暗星云的温度为20K，若每立方厘米的暗星云中含有若每立方厘米的暗星云中含有50个氢原子，个氢原子，取氢原子的直径为取氢原子的直径为 ，试计算这些，试计算这些氢原子的平均碰撞频率和每两次碰撞间隔的氢原子的平均碰撞频率和每两次碰撞间隔的平均时间平均时间. 101.0 10 m第十二章第十二章 气体动理论气体动理论1012-8 12-8 分子分子的的平均碰撞平均碰撞

6、频率频率和平均自由程和平均自由程物理学第七版氢原子的平均速率为氢原子的平均速率为2912 1.4 10sZdnv解解18=650m sRTMv平均碰撞频率为平均碰撞频率为每两次碰撞间隔的平均时间为每两次碰撞间隔的平均时间为81=7.1 10 s23atZ 第十二章第十二章 气体动理论气体动理论11物理学第七版本章目录本章目录选择进入下一节：选择进入下一节：12-1 12-1 平衡态平衡态 理想气体物态方程理想气体物态方程 热力学热力学 第零定律第零定律12-2 12-2 物质的微观模型物质的微观模型 统计规律性统计规律性12-3 12-3 理想气体的压强公式理想气体的压强公式12-4 12-4

7、 理想气体分子的平均平动动能与温理想气体分子的平均平动动能与温 度的关系度的关系12-0 12-0 教学基本要求教学基本要求第十二章第十二章 气体动理论气体动理论12物理学第七版本章目录本章目录12选择进入下一节：选择进入下一节：12-5 12-5 能量均分定理能量均分定理 理想气体的内能理想气体的内能12-6 12-6 麦克斯韦气体分子速率分布律麦克斯韦气体分子速率分布律* 12-7 12-7 玻耳兹曼能量分布律玻耳兹曼能量分布律 等温气压公式等温气压公式 12-8 12-8 分子的平均碰撞频率和平均自由程分子的平均碰撞频率和平均自由程* 12-9 12-9 气体的迁移现象气体的迁移现象* 12-10 12-10 实际气体的范德瓦耳斯方程实际气体的范德瓦耳斯方程