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大学物理学(上册)第7章气体动理论

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:热学是研究物质的热运动以及与热相联系的各种规律的学科,它与力学、光学以及电磁学一起被称为经典物理的四大基础.热力学根据由观察和实验总结出来的热现象的规律,用严密的逻辑推理方法,研究各种宏观物体的热性质,它是一种唯象的、描述性的理论.因为热力学理论建立在大量的观察和实验基础之上,因而具有很强的普适性和较高的准确性,但不能解释物体热现象和热性质的微观本质.不考虑物体宏观的机械运动,而从物质的微观结构和

大学物理学(上册)第7章气体动理论

热学是研究物质的热运动以及与热相联系的各种规律的学科,它与力学光学以及电磁学一起被称为经典物理的四大基础.

热力学根据由观察和实验总结出来的热现象的规律,用严密的逻辑推理方法,研究各种宏观物体的热性质,它是一种唯象的、描述性的理论.因为热力学理论建立在大量的观察和实验基础之上,因而具有很强的普适性和较高的准确性,但不能解释物体热现象和热性质的微观本质.不考虑物体宏观的机械运动,而从物质的微观结构和粒子的微观运动着手,研究宏观物体的热现象和粒子热运动规律的理论称为统计物理学.统计物理学认为,单个粒子的运动遵循力学规律,由大量粒子组成的系统的整体行为和性质却遵循统计规律,系统的宏观性质是大量粒子的集体表现.统计物理是一种深刻的解释性理论,系统而严谨,具有高度的概括性和普适性,并能揭示物体热现象和热性质的微观本质.但在具体预测或计算某物体的热性质时,依赖于具体物体的微观简化模型,故其结果的精确性稍逊一筹.热力学和统计物理是关于大量粒子系统宏观热现象的基本理论,二者既各具特色,又互相补充,相得益彰,形成了完整的热学理论.(www.xing528.com)

气体动理论是统计物理的一个组成部分,它是由麦克斯韦、玻耳兹曼等人在19 世纪中叶建立起来的.这一理论从气体的微观结构模型出发,根据大量分子运动所表现出来的统计规律,解释气体的宏观热性质,从而揭示气体所表现出来的宏观热现象的本质.本章首先引入热力学平衡态、态参量和温度等概念,给出理想气体的物态方程,然后利用理想气体的微观模型,采用统计的方法,导出理想气体的压强公式,解释温度的微观本质,讨论能量均分定理和麦克斯韦气体分子速率分布律,最后介绍气体的运输过程和分子的平均自由程.

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