第三章 氣體動理論

　　從本章開始，我們開始研究熱學，它包括分子物理學和熱力學，前者是對熱現(xiàn)象規(guī)律的總結(jié)，是解釋熱現(xiàn)象的宏觀理論，后者是人物質(zhì)內(nèi)部分子運動和它們之間的相互作用出發(fā)研究熱現(xiàn)象的規(guī)律，是熱現(xiàn)象的微觀理論。在物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)中，氣態(tài)的性質(zhì)最簡單，且應用廣泛，所以本章研究就從氣體開始，氣體動理論就是氣體熱現(xiàn)象的微觀理論。

　　一、分子運動的基本概念：(識記)

　　分子運動的基本概念就是三條基本原理：

　　1、自然界中一切物體都是由大量不連續(xù)的、彼此間有一定距離的微粒所組成，這種微粒稱為分子。(分子是什么)

　　2、分子之間有相互作用力，包括相互吸引力和相互排斥力(分子作用力)

　　3、分子永不停息地作無規(guī)則運動(分子“多動癥”)

　　二、氣體的狀態(tài)參量、平衡狀態(tài)(領會)

　　從宏觀角度看，氣體的狀態(tài)可用體積V、壓強P、溫度t、T來表示。這里要注意的是，氣體的體積不是氣體分子體積的總和;在靜止的氣體內(nèi)，同一點處不同方向的面積上的壓強都相等;溫標有攝氏溫標和熱力學溫標兩種常用溫標。這三個量是描述一定量氣體特征必須的三個參量。

　　記住這幾個單位換算：1mmHg=133.3Pa 1atm=760mmHg=1.013×105Pa T=273.15+t

　　在氣體處于平衡狀態(tài)時，氣體占據(jù)一定體積、其內(nèi)部處處溫度相同、壓強也皆相同。

　　弛豫時間就是指氣體停止與外界進行能量交換時起到平衡狀態(tài)所經(jīng)過的時間。

　　氣體的狀態(tài)變化過程一般都是非平衡過程。平衡過程是一種理想過程，但是只要過程進行得足夠緩慢，這樣的過程就稱為準靜態(tài)過程，可視為平衡過程。

　　三、理想氣體物態(tài)方程(領會及綜合應用)

　　這里有兩個定律：1、氣體定律

　　P1V1 = P2V2 =常量

　　T1 T2

　　2、阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強下，1 mol的任何氣體所占據(jù)的體積都相同。在標準狀態(tài)下，即壓強Po=1atm、溫度T0=273.15K時，1mol的任何氣體的體積均為v0=22.41L/mol

　　請記憶阿伏加德羅常量：NA=6.022×1023mol1

　　上面兩個氣體實驗定律表明，氣體在低壓、高溫情況下具有相似的性質(zhì)，但是如果溫度和壓強變化達到一定程度的時候，情況就不同了。為了便于研究，我們假設存在這樣一種氣體，它在任何壓強、溫度下，都嚴格遵守上面的氣體實驗定律，這就是理想氣體，它很理想，但是不存在。

　　PV = P0V =常量R T T0

　　根據(jù)氣體定律，我們可以得到標準狀態(tài)下，對1mol的任何理想氣體，其常量都是一樣的：

　　這個常量R是與氣體性質(zhì)無關的普適常量。因此1mol理想氣體的三個參量P、v、T之間的關系可寫為 Pv=RT 這個方程就是1摩爾理想氣體的物態(tài)方程。

　　對于任意質(zhì)量的M的理想氣體，上述公式變?yōu)椋?/P>

　　PV = M RT

　　Mmol

　　這一段是本章重點內(nèi)容，需要掌握的就是運用這幾個公式去計算空氣或其他氣體的各種參量和物理性質(zhì)。如果可能的話，應該記住兩種單位制下R的數(shù)值。(國際單位制：8.314J/molK、大氣壓、升制 8.206×102atm L/(molK))

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