第三章 气体动理论

　　从本章开始，我们开始研究热学，它包括分子物理学和热力学，前者是对热现象规律的总结，是解释热现象的宏观理论，后者是人物质内部分子运动和它们之间的相互作用出发研究热现象的规律，是热现象的微观理论。在物质的气、液、固三态中，气态的性质更简单，且应用广泛，所以本章研究就从气体开始，气体动理论就是气体热现象的微观理论。

　　一、分子运动的基本概念：（识记）

　　分子运动的基本概念就是三条基本原理：

　　1、自然界中一切物体都是由大量不连续的、彼此间有一定距离的微粒所组成，这种微粒称为分子。（分子是什么）

　　2、分子之间有相互作用力，包括相互吸引力和相互排斥力（分子作用力）

　　3、分子永不停息地作无规则运动（分子“多动症”）

　　二、气体的状态参量、平衡状态（领会）

　　从宏观角度看，气体的状态可用体积V、压强P、温度t、T来表示。这里要注意的是，气体的体积不是气体分子体积的总和；在静止的气体内，同一点处不同方向的面积上的压强都相等；温标有摄氏温标和热力学温标两种常用温标。这三个量是描述一定量气体特征必须的三个参量。

　　记住这几个单位换算：1mmHg=133.3Pa 1atm=760mmHg=1.013×105Pa T=273.15+t

　　在气体处于平衡状态时，气体占据一定体积、其内部处处温度相同、压强也皆相同。

　　弛豫时间就是指气体停止与外界进行能量交换时起到平衡状态所经过的时间。

　　气体的状态变化过程一般都是非平衡过程。平衡过程是一种理想过程，但是只要过程进行得足够缓慢，这样的过程就称为准静态过程，可视为平衡过程。

　　三、理想气体物态方程（领会及综合应用）

　　这里有两个定律：1、气体定律

　　P1V1 = P2V2 =常量

　　T1 T2

　　2、阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，1 mol的任何气体所占据的体积都相同。在标准状态下，即压强Po=1atm、温度T0=273.15K时，1mol的任何气体的体积均为v0=22.41L/mol

　　请记忆阿伏加德罗常量：NA=6.022×1023mol1

　　上面两个气体实验定律表明，气体在低压、高温情况下具有相似的性质，但是如果温度和压强变化达到一定程度的时候，情况就不同了。为了便于研究，我们假设存在这样一种气体，它在任何压强、温度下，都严格遵守上面的气体实验定律，这就是理想气体，它很理想，但是不存在。

　　PV = P0V =常量R T T0

　　根据气体定律，我们可以得到标准状态下，对1mol的任何理想气体，其常量都是一样的：

　　这个常量R是与气体性质无关的普适常量。因此1mol理想气体的三个参量P、v、T之间的关系可写为 Pv=RT 这个方程就是1摩尔理想气体的物态方程。

　　对于任意质量的M的理想气体，上述公式变为：

　　PV = M RT

　　Mmol

　　这一段是本章重点内容，需要掌握的就是运用这几个公式去计算空气或其他气体的各种参量和物理性质。如果可能的话，应该记住两种单位制下R的数值。（国际单位制：8.314J/molK、大气压、升制 8.206×102atm L/（molK））