先說結論:理想氣體平均平動能=3kT/2。表示分子由于自身的在空間中的移動具有的動能(區別于轉動能,振動能)
我們從壓強的計算入手,推出平均平動能的計算公式:
取壁上一個小面積元ds,假設單位體積的空間里分子個數為n,分子水平方向平均速度為Vx。
P甲醛檢測=dF/ds=dI/(dsdt)。【I是沖量】。碰壁后分子在x軸上動量的改變2m(Vx)。我們可以假定Vx上半數分子沖向壁,半數分子遠離壁,所以dt時間內, 總的dI=2m(Vx)*(n*Vx*dt*ds)/2。(n*Vx*dt*ds)/2是碰壁的分子個數,是利用數量密度*體積得到的。把dI代入P=dF/ds=dI/(dsdt),得P=m[(Vx)^2]*n。因為Vx^2+Vy^2+Vz^2=V^2【其中V是分子的速率】(容易想到x,y,z三個維度平權,Vx=Vy=Vz沒有不成立的理由),所以P=m[(Vx)^2]*n=(mV^2)n/3=2E*n/3,其中E=0.5mV^2=分子平動能.
所以E=(3P)/(2n)。由于P=nkT(這個是理想氣體狀態方程推出來的,n仍然是數密度,k是玻爾茲曼常數,T是開氏溫度),所以E=3kT/2
這個屬于統計物理,一般的大學物理中有講。先說結論:理想氣體平均平動能=3kT/2。表示分子由于自身氣體的在空間中的移動具有的動能(區別于轉動能,振動能)
統計物理
我們從壓強的計算入手,推出平均平動能的計算公式:
取壁上一個小面積元ds,假設單位體積的空間里分子個數為n,分子水平方向平均速度為Vx。
P甲醛檢測=dF/ds=dI/(dsdt)。【I是沖量】。碰壁后分子在x軸上動量的改變2m(Vx)。我們可以假定Vx上半數分子沖向壁,半數分子遠離壁,所以dt時間內, 總的dI=2m(Vx)*(n*Vx*dt*ds)/2。(n*Vx*dt*ds)/2是碰壁的分子個數,是利用數量密度*體積得到的。把dI代入P=dF/ds=dI/(dsdt),得P=m[(Vx)^2]*n。因為Vx^2+Vy^2+Vz^2=V^2【其中V是分子的速率】(容易想到x,y,z三個維度平權,Vx=Vy=Vz沒有不成立的理由),所以P=m[(Vx)^2]*n=(mV^2)n/3=2E*n/3,其中E=0.5mV^2=分子平動能.
所以E=(3P)/(2n)。由于P=nkT(這個是理想氣體狀態方程推出來的,n仍然是數密度,k是玻爾茲曼常數,T是開氏溫度),所以E=3kT/2
這個屬于統計物理,一般的大學物理中有講。先說結論:理想氣體平均平動能=3kT/2。表示分子由于自身氣體的在空間中的移動具有的動能(區別于轉動能,振動能)
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