20.自由程+热力学第一定律.pdf
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§7.8 气体分子的平均自由程
一、平均碰撞频率Z
单位时间一个分子与其 它分子碰撞次数的统计 平均值叫平均
碰撞频率(Z )。
考察某个分子,设其它 分子静
止,则
Z n d 2 v
曲直圆柱体,
考虑到其它分子也在运 动,
总长v ,半径等于分子直径d
v用vr 2v代替,
Z 2 d 2 n v
二、平均自由程
一个分子在两次连续的 碰撞之间所走过的路程 的统计平均值
叫平均自由程。
v 1 kT
Z 2d 2 n 2d 2 p
例10 H 2 , d 2.73 1010 m , T 273K , 则
7 5
1.14 10 m (p 10 Pa )
1.14 m (p 102 Pa )
1
11
例 一定量的理想气体,经 等压过程从体积 压缩到 ,
V V V
1 2 1
2
2 1 : 2 v 2 1 : 2
则 _______ ; _______ 。
1 v1 pV RT 8kT
v
p nkT
§7.9 气体内的迁移现象
气体处于非平衡态时, 气体分子除无序运动外 ,还会呈现
出某些有序运动。
热传导、粘滞、扩散
一、热传导现象
气体内部温度不均匀时 ,有热量从高温部分向 低温部分传递。
微观解释:分子热运动 能量的迁移过程。
二、粘滞现象
气体各部分流速不同时 ,由于气体间的相互作 用,流速将
趋于均匀。
微观解释:分子定向动 量的迁移。
三、扩散现象
当混合气体中某一成分 的密度分布不均匀,或 同一气体各部
分的密度不同时,气体 将从密度大处逐渐向密 度小处散开。
微观解释:分子质量的 迁移。
§7.10 实际气体 范德瓦尔斯方程
实际气体往往
pV RT
一、体积修正
一个分子的平均不可压 缩体积为
1 4 3 4 d 3
( πd ) 4[ ( ) ]
2 3 3
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