1、6.2 理想气体的压强,一. 理想气体的微观模型,（1）分子本身线度的大小远小于分子间的平均距离，分子 的大小可以忽略不计，分子可以视为质点。,（2）除碰撞瞬间外，分子间的相互作用力和分子所受的重 力忽略不计，气体密度各处相等,（3）把分子之间、分子与器壁之间的碰撞视为完全弹性碰 撞，即气体分子的动能不因碰撞而损失。,二.气体的状态参量,温度（T）、体积（V）、压强（p）,温度（T）,体积（V）,压强（p）,气体分子可能到达的整个空间的体积。,大量分子与器壁及分子之间不断碰撞而产生的宏观效果。,大量分子热运动的剧烈程度,温标：温度的数值表示方法,国际上规定水的三相点温度为273.16 K,作用
2、于容器器壁上单位面积的正压力。,温度是物体冷热程度的量度。,四. 平衡态气体分子的统计性假设,1. 每个分子的运动速度各不相同，且通过碰撞不断发生变化,理想气体的状态方程,（1）理想气体的宏观定义：在任何条件下都严格遵守克拉 珀龙方程的气体；,（2）实际气体在压强不太高，温度不太低的条件下，可当作理想气体处理。且温度越高、压强越低，精确度越高。,说明,（克拉珀龙方程 ）,R8.31Jmol/K,摩尔气体常量,三.理想气体的状态方程,（平衡态）,2. 分子按位置的均匀分布（重力不计）,在忽略重力情况下，分子在各处出现的概率相同, 容器内各处的分子数密度相同,3. 分子速度按方向的分布均匀,由于碰
3、撞, 分子向各方向运动的概率相同，所以,五. 理想气体的压强公式推导,气体的压强是由大量分子在和器壁碰撞中不断给器壁以力的作用所引起的。,例: 雨点对伞的持续作用,1. 从气体分子运动看气体压强的形成,2. 理想气体的压强公式,设体积为V 的容器, 内贮分子总数为 N， 分子质量 为m，分子 数密度 n 的平衡态理 想气体。,速度为 的分子数 为 , 分子数密度 为,一个速度为 的分子与 碰撞一次产生的冲量：,时间内与 碰撞的速度为 的分子数为：,时间内与速度为 的分子对 的冲量为：,受到速度为 的分子的冲力为：,受到所有分子冲力的合力为：,气体对容器壁的压强为：,说明,（2）压强公式无法用实
4、验直接验证。,（1）压强 p 是一个统计平均量。它反映的是宏观量 p 和 微观量 的关系。对大量分子，压强才有意义。,一容积为 V=1.0m3 的容器内装有 N1=1.01024 个 氧分子N2=3.01024 个氮分子的混合气体， 混合气体的压强 p =2.58104 Pa 。,（1）由压强公式 , 有,例,求,（1）分子的平均平动动能； （2）混合气体的温度。,解,（2）由理想气体的状态方程得,根据理想气体的物态方程,玻耳兹曼常量,根据理想气体的压强公式，理想气体分子的平均平动动能为：,每个分子平均平动动能只与温度有关，与气体种类无关。,六. 理想气体温度与分子平均平动动能的关系,说明,（
5、1）温度是大量分子热运动平均平动动能的度量.它反映了 宏观量T 与微观量 的统计平均值之间的关系。,（2）温度是统计概念，是大量分子热运动的集体表现。 对于单个或少数分子来说，温度的概念就失去了意义。,1. 阿伏加德罗定律,在相同的温度和压强下，各种气体的分子数密度相等。,2. 道尔顿分压定律,混合气体的压强等于各种气体的分压强之和。,七. 理想气体定律的推论,有一容积为10cm3 的电子管，当温度为300K时用真空泵抽成高真空，使管内压强为510-6 mmHg。,（1）此时管内气体分子的数目；（2）这些分子的总平动 动能。,解,例,求,（1）由理想气体状态方程得,（2）每个分子平均平动动能,N 个分子总平动动能为,设（1）在温度 t = 1000 时；（2） t = 0 时； （3） t = -150 时。,依题意,例,解,求,试求氮气分子的平均平动动能和均方根速率。,（1）,（2）,（3）,
