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理想气体状态方程
温度 摄氏温标 t ( 0c)
热力学温标 T (k) t=T+273.15
理想气体状态方程
状态参量
系统与外界/环境：通常把要研究的对象称为系统，把系统外的有关
物质叫外界或环境。
状态参量：用来描述系统状态的物理量。
对一定质量的气体，状态参量为
体积 v
压强 p
二．平衡状态与准静态过程
在不受外界影响的条件下，系统宏观性质处处相同，且不随时间改变的状态。
气体从一个状态变化到另一个状态，如果变化非常缓慢，而使每一个中间状态都无限衡状态，这个变化过程叫准静态过程。（实际过程的理想化抽象 ）
准静态过程是由无数个平衡态组成的过程，即系统的每个中间态都是平衡态。
实际过程仅当进行得无限缓慢时才可看作是准静态过程 。
三 理想气体状态方程
理想气体：在任何情况下都服从玻—马定律、盖—吕萨克定律、及
查理定律的气体。
理想气体实际上是不存在的，但在温度不大低，压强不大高的情况下，一般气体可看作为理想气体。
对质量为m的理想气体有:
其中 　　N＝m/M —气体的摩尔数
M —气体的摩尔质量
R＝8.31J/（mol·K）—气体普适常数
在标准状态下，（P0=1.013×10-10Pa, T0=273.15k）1mol任何气体的体积均为V0=22.4×10-3m3 故有
【例】容积
的氧气瓶里有
的氧气，规定当瓶内压强降为
时就需充气，若车间每天用.p=1.0atm ,v=400l的氧气，问可使用
几天？
解：开始质量：
充气时质量：
每天用去质量：
故可用天数为：
=9.6 天
理想气体的微观模型
1 气体分子的大小与分子间距相比较可忽略不计，故气体分子可看
做大小不计的小球，各个气体分子的运动遵守牛顿运动定律。
可以把每个分子看做完全弹性的小球，它们相碰撞或与容器壁相
碰撞时，遵守能量守恒和动量守恒定律。
除碰撞的瞬间外，分子间的相互作用力可忽略不计，分子所受重
力也可不计。
平衡态理想气体分子的统计假设
1 按位置的均匀分布
分子在各处出现的概率相同（重力不计）。
容器内各处分子数密度相同
2 速度按方向的分布均匀
由于碰撞,分子往各方向运动的概率相同
其中
v2x = (v21x + v22x + … + v2Nx)/N
v2 = v2x + v2y + v2z
理想气体压强公式
温度的微观含义
其中，N/V=n 单位体积内的分子数，称为分子数密度
R/N0=K 为波耳兹曼常数， k=1.38×10-23J·K-1
故由：
可得：
温度的统计意义
*标志分子无规运动的剧烈程度
*只能用于大量分子的集体
温度的物理意义：分子平均平动动能的量度。
方均根速率—分子速率的一种描述
自由度
定义：决定物体空间位置所需独立坐标的数目（最少坐标个数）。
自由质点：3个自由度
限制在平面或曲面上的质点：2个自由度
限制在直线或曲线上的质点：1个自由度
质点
刚体
1 用三个独立坐标（如x,y,z）来表示其上某一点的位置。
2 用（θ、φ、α）中的任意两个来表示其转轴的方位。
3 刚体绕轴转动时，需用一个角度ψ来表示其转过的位置。
故对自由刚体而言，有六个自由度，三个描述平动，三个描述转动。
联系到分子，
单原子分子：三个自由度
双原子分子：五个自由度
多原子分子：六个自由度
刚
性
分
子
对与非刚性分子，还要考虑振动自由度。
思考：实际分子模型？
刚性分子模型？
能量按自由度均分定理
如前述，理想气体的平均平动动能为：
在温度为T的热平衡态下，物质（气体，液体和固体）分子的每个自由度都具有相同的平均动能
推广得：在平衡状态下，由于气体分子无规则运动的结果，任何一种可能的运动出现的机会都相等，且不论何种运动，相应于每个可能自由度的平均动能都应相等，且都等于 ----能量按自由度均分定理

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