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物理3-3

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Academic year: 2023

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斯特恩首次通过分子散射实验验证了麦克斯韦的速度分布,他测量了铋蒸气分子的速度分布。 1955年,美国物理学家R.米勒采用圆盘旋转速度ω来测量不同速度值v附近的分子,从而获得分子的速度分布。

实验结果表明,金属蒸气分子的速度分布与麦克斯韦通过统计方法得到的分布规律完全一致,必须用统计方法来描述大量分子的运动。

  • 40 cm 的浅盘里倒入约 2 cm 深的水 , 将痱 子粉或滑石粉均匀地撒在水面上。 再用注射器或滴管吸取配制好
  • 取分子直径 D = 1 × 10 -10 m , 算出分子 体 积 V 1 = 1
  • 完成计算。
  • 9 所示,将封有悬浊液的载玻片置于显微镜下,调节
    • 布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映 B. 悬浮的固体微粒越小,布朗运动越显著
  • 和 100 ℃时氧分子 的 速 率 分布,如下表所示。
  • 16 中的分子速率区间缩短些, 例如以 10 m/s、
  • 21 所示, 让小钢珠从同一高度大量持续地落到一台 电子秤的秤盘上 ,电子秤的示数并不做大幅度的跳动 ,而仅是在
  • 25 讨论一下:当两个分子间的距离小于 r 0 、等于 r 0 、 大于 r 0 等不同情况时 ,分子间相互作用力有什么特点?
  • 27b 所示的情况时,它们有一部分 电子云互相重叠。 原子 1 的电子已不能把原子 1 的核的正电作用
  • 27c 所示的情况时,两原子核间的斥 力要比它们与对方原子的电子间的引力大 ,于是两原子间总的相

分子概念·实验验证·关于分子的新发现。热运动和扩散现象都是分子不规则运动的结果。因此,粒子的布朗运动不是分子的运动。

这间接说明,温度越高,液体分子的不规则运动越剧烈。分子的无限不规则运动称为热运动。布朗运动反映了组成固体颗粒的分子的不规则运动 B.

布朗运动是由液体分子的碰撞引起的。如此多的分子聚集在一起,它们如何移动?使用高尔顿板模拟分子不规则运动的实验探索。

用统计思维解释分子运动的宏观表现,可见温度是由物质分子的运动决定的,温度是系统中所有分子热运动平均动能的标志。

平均动能是所有分子的平均动能。分子间距离越小,f吸引力越大,f斥力2越小。

3 所示,用金属压强计测出自行车车胎内气体的压强。

那么,如何研究气体的状态变化呢?气体实际经历的状态变化过程往往是快速变化的变化规律,这也是理想气体在状态变化过程中遵循的规律。

给定质量的气体温度保持恒定时发生的状态改变的过程称为等温过程,在实验中,如何保持给定质量的气体的温度、体积和压力不变?在波义耳的实验中,为什么认为封闭气体的温度保持恒定? 。

实验证明,对于一定质量的某种气体,当温度保持恒定时,压强p与体积V成反比。同样质量的气体,其保持在不同的温度下,马里奥特还独立得出结论,温度并没有改变一定质量的气体的压力与其体积成反比的定律。

因此,宏观上,气体压力与温度和体积有关。对于给定质量的气体,当温度保持恒定时,分子的平均动能恒定,压力完全由分子的密度决定。压力可以使用波义耳定律计算。气体进入轮胎后的压力为p2′。

还可以怎样思考求解? 请相互交流。

波义耳定律发现一百多年后,两位法国科学家查尔斯(J. Gay-Lussac)分别发现了给定质量的气体在等容过程和等压过程中的状态变化规律。气体被封闭在玻璃管中。

记录初始状态下的室温t0和压力p0,然后将玻璃管浸入装有热水的烧杯中。记录初始状态下的室温t0和压力p0,然后将玻璃管浸入装有热水的烧杯中。过了一会儿,估计当管内气体的温度与杯内热水的温度相等时,测量管内的温度t和气体压力p。杯中热水的温度并重复上述测量。

实验表明,对于给定质量的给定气体,当体积不变时,压力p与热力学温度T成正比。如果用T1、p1和T2、p2来表示给定质量的气体在过程中的情况体积变化常数,各热力学温度和压力两种状态,则查尔斯定律的公式可表示为 。

在平面直角坐标系中,纵坐标表示压力p,横坐标表示热力学温度T,则p-T图如图2-16所示,给定质量的气体保持不同的体积,改变其温度和压力。有多种不同的轮廓,但都是经过原点的倾斜直线,如图2-17所示。

根据查尔斯定律,当手表表面的玻璃破裂时,手表内的气压为p2=T2。法国科学家盖吕萨克通过实验得出了这一结论,称为盖吕萨克定律。请模拟等温过程和等容过程,并用图片展示盖吕萨克定律。

解:在平面直角坐标系中,纵坐标表示体积V,横坐标表示热力学温度T。根据盖吕萨克定律,V-T图如图2-18所示。如果我们将一定质量的气体保持在不同的压力下,并改变其温度和体积,我们就可以得到一簇等压线,如图2-19所示。

上式表明,一定质量的理想气体在不同状态下压力与体积的乘积与热力学温度之比是常数。干湿气泡湿度计由两个相同的温度计组成。使用时,根据两个温度计的温差和干球温度计的读数,可以直接从表中查出当时空气的相对湿度。

实验证明,在相同温度下,不同液体的饱和蒸气压一般是不同的。因此,饱和蒸气的压力随温度的变化比普通气体更显着。当温度保持恒定时,饱和蒸气压不随体积变化而变化。

当温度不变时,饱和蒸汽的密度保持不变,因此压力不变。请解释为什么温度不变时饱和蒸气体积减少而饱和蒸气压不变。某一温度下空气的绝对湿度与同温度下的水的饱和蒸气压之比的百分比称为此时空气的相对湿度。

空气中的水蒸气刚刚达到饱和时的温度称为露点。所以你可以尝试降低温度来测量露点,然后从水饱和的水中求出露点时的饱和蒸气压。蒸气压表。这是原始温度下空气的绝对湿度。一旦知道绝对湿度,然后找到原始温度下的饱和蒸汽压,就可以计算出相对湿度。

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