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课件网) 2020 高中物理竞赛 热学 山大附中物理竞赛教研组 编 （含物理竞赛真题练习） 5 气体分子的平均自由程 气体分子自由程 线度 ~ 10-8m 运动方向上，以 d 为半径的圆柱体内的分子都将与分子A 碰撞 该圆柱体的面积 ? 就叫 碰撞截面 ? = ? d2 对空气分子 d ~ 3.5 ? 10 -10 m 气体容器线度小于平均自由程计算值时，实际平均自由程 就是容器线度的大小。 6-20 设氮分子的有效直径为10-10 m, (1)求氮气在标准状态下的平均碰撞次数； (2)如果温度不变，气压降到1.33×10-4 Pa, 则平均碰撞次数又为多少？； 解：在标准状态下N2 的平均速度为 取平均 各个方向随机运动，故为零 设 均方根速率与平均速率的规律相似，则由上式 麦克斯韦速度分布函数 设总分子数N，速度分量区间 vx ~ vx+dvx ， 该速度分量区间内分子数 dNvx 速度分量分布函数 同理对 y、z 分量 速度在区间 vx ~ vx+dvx ， vy ~ vy+dvy ， vz ~ vz+dvz 同理对 y、z 分量，故平均速度为零。 从小孔出射的气体分子数目 单位时间内打到单位面积上的 分子数目（分子数密度n） 速率在 v ~ v+dv 的分子数目 泻流的速率分布率 严格推导 只有vx>0的才打到墙壁 压强 以上推导用到 § 2.7 实际气体等温线 在非常温或非常压的情况下，气体就不能看成理想气体了。 饱和蒸汽压（汽液共存时的压强）与体积无关 临界点以下汽体可等温压缩液化，以上气体不能等温压缩液化 实际气体的等温线可以分成四个区域: 汽态区(能液化)，汽液共存区，液态区，气态区(不能液化)。 例. 设P0=1 atm.恒压下加热水，起始状态为a点。 a?b: P = P0 不变，t 增加，直到到达 t =1000C的等温线上的b点。 这时液体中有小汽泡出现（汽化）。 再继续加热，液体中有大量汽泡产生--沸腾。但温度仍是t=1000C，它就是1大气压下水的沸点。 b?c: 继续加热，水与水汽共存，温度保持不变，水吸收汽化热，直到全部变为水蒸气。 c?d: 继续加热，水蒸气的温度升高。 如果在压强 P? < P0 的条件下加热水，因为饱和蒸汽压比较小，水的沸点也比较小，水在不到1000C的条件下保持沸腾状态（比如900C），温度上不去，饭就煮不熟。 用高压锅制造一个局部高压，沸点就提高了。 THE END 祝大家竞赛顺利、学业有成
