第五章§5.3能量均分定理理想气体的内能一、热学的研究对象冷热---温度与温度有关的物理规律热学的意义（1)大量存在（2)能量转化1.热力学宏观实验能量可靠统计物理的基本思想宏观上的一些物理量是组成系统的大量分子进行无规运动的一些微观量的统计平均值宏观量实测的物理量如PTE等微观量组成系统的粒子(分子、原子、或其它)的质量、动量、能量等等解决问题的一般思路从单个粒子的行为出发大量粒子的行为---统计规律统计方法：一般气体分子热运动的概念：分子的密度31019个分子/cm3分子之间有一定的间隙，有一定的作用力；分子热运动的平均速度约v=500m/s；分子的平均碰撞次数约z=1010次/秒。一、状态参量热力学温标：与工作物质无关的温标，由英国的开尔文建立，与摄氏温度的关系为二、平衡态准静态过程例1气体的准静态压缩例2准静态传热三、理想气体状态方程热力学系统由大量粒子组成（1)标准状况大量、无规3.P-V图一、理想气体分子之间除碰撞的瞬间外，无相互作用力。例如平衡态情况下，温度必须处处相同。温度是宏观量，与分子运动速率的平均值有关，则在各处计算的速率平均值必须相同。3）分子在各处分布的等几率假设无外场时，分子在各处出现的概率相同。二、理想气体压强公式的推导第1步：一个分子一次碰壁对A1面的冲量第3步：由压强的定义得出结果或压强公式指出:有两个途径可以增加压强2.物理意义温度是分子热运动剧烈程度的量度四、气体分子运动的方均根速率§5.3能量均分定理理想气体的内能二、能量按自由度均分原理3.表述在温度为T的平衡态下，物质(汽液固)分子每个自由度具有相同的平均动能,（3)由能量均分原理可得，平衡态下每个分子的平均动能本章仅考虑刚性分子：三、理想气体的内能N个粒子组成的系统分子热运动能量刚性理想气体分子系统,分子内部势能也为零,所以内能为例题1一个大气压下，270C时空气分子的平均动能是多少？例题2三个容器内分别储有1mol氦气（He），1mol氢气（H2）和1mol氨气（NH3）.将它们均视为刚性分子的理想气体。若它们的温度都升高1K,则三种气体的内能的增加值分别是多少？§5.4麦克斯韦速率分布律一、解决粒子集体行为的统计方法1.演示概率二、分布函数及其意义以速率分布函数为例单位速率间隔内的分子数占总分子数的百分比间隔内的分子数三、麦克斯韦速率分布函数系统：理想气体平衡态自由空间1.麦氏速率分布函数2.曲线下的面积：例题1已知,求的分子的平均速率.而且，温度越高，速率大的分子数越多四、速率分布函数的应用平均值计算式为将如估算O2在T=300K时，速率在790--800m/s区间内的分子数占总数的百分比。假如气体分子有势能速度区间：玻耳兹曼统计：任何物质微粒(气体、液、固体分子、原子、布朗粒子等),在任何保守场(重力场、静电场--)中运动性形均相同.§5.6分子碰撞和平均自由程推导：二、平均自由程三、真空的概念例题1在标准状况下，求空气分子的平均碰撞频率和平均自由程。相当于几十亿次碰撞图库用法指导常用字列表TMG