麦克斯韦速率分布定律在大学物理学中的解释. ppt

上一个下一个上一步返回退出上一个下一个上一步返回退出铝制圆柱体，长度为L = 20.40厘米，带有螺旋槽. 在平衡状态下，理想的气体分子速度分布是规则的，该定律称为麦克斯韦速度分布定律. 如果不考虑分子速度的方向，则称为麦克斯韦速率分布定律. 1.分子速度分布的实验确定§5-5麦克斯韦速度分布定律OD vapor蒸气源检测器L抽水和抽水？ Miller和Kus实验（1955年），长度L = 20.40厘米，刻有螺旋形凹槽铝钢瓶. 当铝钢圆柱体以给定的角速度旋转时，只有满足以下关系的原子才能通过缝隙出口: 而其他速率的原子将沉积在缝隙壁上并且无法通过. 改变角速度ω，检测器D通过缝隙以不同速率测量原子射线的强度麦克斯韦速率分布律演示仪，因此可以获得原子蒸气的速度分布，请参见下图. O v分子的相对数目分子速度分布实验曲线分子速度分布实验曲线（条形图）如下: 第二，速度分布函数将速度分为几个相等的间隔，例如1. 研究气体分子的速度分布将速度分成几个相等的间隔. 间隔可找到处于平衡状态的每个间隔中分布的气体分子数. 每个间隔中的分子数占气体分子总数的百分比. 速度分布: 将速度的可能值分为几个相等的间隔，以及如何将所有分子分配给这些间隔问题. 分布表的分布曲线分布函数将任何速率间隔设置为: 令气体分子总数为N，并且此间隔中的分子数为ΔN-在速率v附近的单位速率间隔中分布的分子数-以速率v分布-单位速率区间内的分子数与分子总数之比.

当速率分布函数f（v）的定义处于平衡状态时，f（v）仅是v的函数. 注意: vf（v）O v v +Δv3.速率分布函数的含义f（v）: 概率密度函数※在速率v周围的单位速率区间内分布的分子数占分子总数（rate）的百分比； ※对于单个分子，它表示分子速率落在单位速率区间内的概率. 4.在v-v + dv区间的速率分布曲线中的分子数相对于分子总数的百分比（概率）为0-π. 间隔-归一化条件为v1-v2间隔3. 麦克斯韦速率分布定律最早于1859年，麦克斯韦应用统计概念和力学原理得出平衡下气体分子速度分布函数的特定形式. 麦克斯韦速度分布函数麦克斯韦速度分布曲线是二次函数和指数函数共同作用的结果. 麦克斯韦（James Clerk Maxwell 1831-1879）19世纪的伟大英国物理学家和数学家. 经典电磁理论的创始人和气体动力学理论的创始人之一. 他提出了涡旋电场和位移电流的概念，建立了经典的电磁理论（麦克斯韦方程），并预测了以光速传播的电磁波的存在. 1873年，他的《电磁学通论》问世. 这是一个划时代的杰作，与牛顿的“自然哲学数学”保持一致. 探索电磁定律是人类的里程碑.

在气体动力学理论中，他还提出了气体分子以一定速率（速度）分布的统计定律. 麦克斯韦速度分布函数（概率密度），其中气体的热力学温度，每个分子的质量和玻耳兹曼常数. 复数系数是由于需要归一化！特征: 曲线从坐标的原点开始，并在达到最大值后随着速率的增加逐渐接近横坐标轴. 这表明气体分子速度可以取0到∞之间的任何值. 大比率和小比率的分子数之比非常小，f（0）= f（∞）= 0，而中等比率的分子数之比非常大. 例5-5从比率分布函数计算分子的三个统计比率（1）算术平均比率（2）均方根比率（3）最可能的速度: 最可能的速度（vp）指任何温度下的温度在T处，气体中最有可能具有的分子速率值. （4）这三个比率之间的关系: 当v = vp时，分布函数取最大值. 三种统计汇率有不同的应用: 在讨论汇率分布时，使用最可能的汇率；计算分子碰撞频率时，使用平均速率. 在计算分子的平均平移动能时，使用均方根值. 4.麦克斯韦速率分布函数f（v）的性质（1）v-v + dv中的分子数占分子总数的百分比（2）v-v + dv中的分子数（3 ）比率v1→v2中的分子数占分子总数的百分比（4）v1→v2中的分子数（5）比率大于v的分子数（6）分子数比率小于v（12）无实际物理意义！ （9）速度v1→v2中所有分子速度的总和（10）速度大于v的所有分子的平移动能的总和（7）所有分子的平移动能的平均值（8 ）（11）在v1中的速度→在v2区间中所有分子速度的平均值是相同的气体和不同的温度: 曲线的峰值向右移动. 由于曲线下的面积不变，因此峰值减小.

T1 T2不同的气体麦克斯韦速率分布律演示仪，相同的温度: 曲线的峰值向左移动. 由于曲线下的面积不变，因此峰增大. m2 m1同样的气体，不同的温度练习1.尝试计算27°C下三种氧分子的比率. 在相同温度下可以看到: 解决方案: 图中显示了氦气的速度分布曲线. 练习2: 发现: （2）在此温度下氢的最可能速率和均方根速率. （1）尝试在同一温度下绘制氢分子速率分布曲线的粗略图；解决方案: （2）实例5-6尝试计算vp-vp / 100和vp + vp之间的气体分子的热运动速率/ 100之间的分子数量占分子总数的百分比. 在这里使用vp，引入W = v / vp，然后将麦克斯韦速率分布定律重写为以下简单形式: 解决方案: 根据标题，请记住麦克斯韦速率分布定律的这个简化公式作为公式！

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