《大学物理》课件7.5 气体分子的平均碰撞频率和平均自由程.ppt

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1、上页上页下页下页一、分子的平均碰撞次数一、分子的平均碰撞次数:设分子设分子 A 以相对平均速率以相对平均速率 v 运动,其它分子可设为静止。运动,其它分子可设为静止。运动方向上,以运动方向上,以 d 为半径的圆柱体内的分子都将与分子为半径的圆柱体内的分子都将与分子A 碰撞碰撞该圆柱体的面积该圆柱体的面积 就叫就叫 碰撞截面碰撞截面 =d2A dddvvnvdz2 nvdz22 一个分子单位时间里受到平均碰撞次数叫一个分子单位时间里受到平均碰撞次数叫平均碰撞频率平均碰撞频率 Z动态动态演示演示一切分子都在运动一切分子都在运动7.5气体分子的平均碰撞频率和平均自由程气体分子的平均碰撞频率和平均自由

2、程 上页上页下页下页二、平均自由程二、平均自由程一个分子连续两次碰撞之间经历的平均自由路一个分子连续两次碰撞之间经历的平均自由路程叫程叫平均自由程平均自由程 单位时间内分子经历的单位时间内分子经历的平均距离平均距离 v,平均碰撞平均碰撞 Z 次次 =Zv =Zv=2 d2 n1=2 d2 PkTP=nkT因为因为上页上页下页下页在标准状态下,几种气体分子的平均自由程在标准状态下,几种气体分子的平均自由程气体气体)(m)(md氢氢 氮氮 氧氧 空气空气7101231 .710599.0 7106470 .810007 .101030.2 101010.3 1010982 .1010103 .例例

3、1 计算空气分子在标准状态下的平均自由程和计算空气分子在标准状态下的平均自由程和平均碰撞频率。取分子的有效直径平均碰撞频率。取分子的有效直径 d=3.10 10-10m。已知空气的平均分子量为。已知空气的平均分子量为29。解:解:已知已知m.d,Pa.atm.P,KT1051010310013101273 上页上页下页下页PdkT22 m.).(.8510231071810011105314341127310381 空气摩尔质量为空气摩尔质量为29 10-3kg/mols/mMRTv4488 198101510718448 s.vZ 空气分子在标准状态下空气分子在标准状态下的平均速率的平均速率上页上页下页下页 =Zv=2 d2 n1=2 d2 PkT

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