第3章 气体分子热运动速率和能量的统计分布规律 课堂版.pdf

"气体分子热运动速率和能量的统计分布规律" 气体分子热运动速率和能量的统计分布规律是大学物理教程中的一章，介绍了气体分子热运动的速率分布律、能量分布律和统计规律。在这一章节中，我们将学习气体分子热运动的统计分布规律，包括气体分子的速率分布律、麦克斯韦速率分布律、玻尔兹曼分布律等。 §3.1 气体分子的速率分布律 气体分子的速率分布律是指气体分子在不同速率区间内的分布规律。设气体分子总数为N，dN表示速率分布在某区间v~v+dv内的分子数，dN/N表示分布在此区间内的分子数占总分子数的比率。实验规律表明，在不同的速率附近，给定的速率间隔dv内，比值dN/N不同。速率分布函数f(v)是气体分子的速率分布律的数学表述，表示气体分子速率在v附近、单位速率间隔内的分子数占总分子数的比率。 §3.2 用分子射线实验验证麦克斯韦速度分布律 麦克斯韦速率分布律是气体分子的速率分布律的数学表述，对大量分子组成的系统才成立。麦克斯韦速率分布律只适用于平衡态，每一组分分别满足麦克斯韦速率分布律。 §3.3 玻尔兹曼分布律 玻尔兹曼分布律是气体分子在重力场中微粒按高度的分布规律。玻尔兹曼分布律是气体分子的能量分布律的数学表述，表示气体分子在不同能级上的分布规律。 统计规律的要点： 1. 分布函数是一个统计结果，以上各种讨论都是建立在大量分子微观运动基础上的，分子数目越大，结论越正确。 2. 统计规律表现出涨落，涨落就是对稳定的统计结果的偏差，统计规律必然伴随着涨落。 课堂练习： 1. 速率分布函数f(v)的物理意义为：具有速率v的分子占总分子数的百分比。 2. 下列各式的物理意义分别为：速率在v-v+dv内的分子数占总分子数的百分比、速率在v-v+dv内的分子数、速率在v1→v2内的分子数占总分子数的百分比、速率在v1→v2内的分子数。 气体分子热运动的统计分布规律是大学物理教程中的一章，介绍了气体分子热运动的速率分布律、能量分布律和统计规律。这一章节对理解气体分子的热运动行为和统计规律非常重要。