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文档简介
玻尔兹曼能量分布律1.重力场中分子的分布(设T=const.)0z+dzzzpp+dpTnn0S玻尔兹曼能量分布律薄层气体:底面积S,厚dz,分子质量为m,平衡时:代入p=nkT,得:——等温气压公式高度计的基本原理重力场中分子的分布思考:如何估算大气中总的分子数?玻尔兹曼将此规律推广到一般的势场中,得出位置(x,y,z)处体积元dV=dxdydz中的分子数为:式中:为分子的势能是势能为0处的分子数密度玻尔兹曼分布定律不仅适用于气体,也适用于固体和液体中的微观粒子。2.玻尔兹曼能量分布定律重力场中:问题:室温情况下,分子的平均速率可达数百米每秒。为什么在房间里离开我们几米远的地方,打开一瓶酒精的塞子,我们却并不能立刻闻到酒精味?简化模型
(1)
分子为刚性小球.
(2)
分子有效直径为.
(3)
其它分子皆静止,某分子以平均速率相对其它分子运动.
分子平均碰撞次数:单位时间内一个分子和其它分子碰撞的平均次数。
分子平均自由程:每两次连续碰撞之间,一个分子自由运动的平均路程。单位时间内平均碰撞次数:考虑其他分子的运动:
平均碰撞次数:
分子平均碰撞次数
平均自由程:
一定时
一定时一)一个重要的方程二)两个重要的分布律:A)Maxwell速度分布律B)Boltzmann能量分布律三)四个重要的统计规律1)压强公式2)温度公式3)能量均分定理(平衡态时,均分到每个自由度上的能量均为kT/2)分子的平均总能量:一定量理想气体的内能:4)分子的平均自由程和碰撞频率例1:p=1atm,T=300K的氧气(可将氧气分子看成刚性分子),求(1)氧气的分子数浓度;(2)氧气的质量密度;(3)1m3中分子的总平均动能;(4)分子间距。补充例题例2:贮存有氮气的容器以速度100米/秒运动。若该容器突然停止,问容器中温度将升多少?已知:求:解:依能量守恒,氮气的定向机械动能转化为其内能例3:设某气体的速率分布函数为求:(3)速率在之间分子的平均速率解:(1
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