Газы Скачать
презентацию
<<  Опыт Штерна Процессы изменения состояния газа  >>
Статистические распределения
Статистические распределения
Эргодическая гипотеза
Эргодическая гипотеза
Распределение молекул по скоростям
Распределение молекул по скоростям
Распределение Максвелла
Распределение Максвелла
Свойства распределения Максвелла
Свойства распределения Максвелла
Максимум распределения
Максимум распределения
Единичный интервал скоростей
Единичный интервал скоростей
Свойства распределения
Свойства распределения
Силовое поле
Силовое поле
Экспериментальное определение
Экспериментальное определение
Опыт Штерна
Опыт Штерна
Опыт Штерна
Опыт Штерна
Скорости газовых молекул
Скорости газовых молекул
Средняя скорость
Средняя скорость
Средняя квадратичная скорость
Средняя квадратичная скорость
Статистические распределения
Статистические распределения
Средняя квадратичная скорость
Средняя квадратичная скорость
Наиболее вероятная скорость
Наиболее вероятная скорость
Наивероятнейшая скорость
Наивероятнейшая скорость
Скорости газовых молекул
Скорости газовых молекул
Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям
Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям
Делаем замену переменных
Делаем замену переменных
Статистические распределения
Статистические распределения
Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям
Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям
Статистические распределения
Статистические распределения
Распределение молекул по потенциальным энергиям
Распределение молекул по потенциальным энергиям
Барометрическая формула
Барометрическая формула
Идеальный газ
Идеальный газ
Знак
Знак
Прибор для измерения высоты
Прибор для измерения высоты
Потенциальная энергия в поле тяготения
Потенциальная энергия в поле тяготения
Опыт Перрена
Опыт Перрена
Масса шарика
Масса шарика
Точное значение
Точное значение
Разделение вещества в центрифуге
Разделение вещества в центрифуге
Закон равномерного распределения энергии
Закон равномерного распределения энергии
Одноатомный газ
Одноатомный газ
Двухатомная жестко связанная молекула
Двухатомная жестко связанная молекула
Трёхатомная жестко связанная молекула
Трёхатомная жестко связанная молекула
Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы
Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы
Степень свободы
Степень свободы
Взаимная потенциальная энергия
Взаимная потенциальная энергия
Слайды из презентации «Статистические распределения» к уроку физики на тему «Газы»

Автор: . Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Статистические распределения.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 243 КБ.

Скачать презентацию

Статистические распределения

содержание презентации «Статистические распределения.ppt»
СлайдТекст
1 Статистические распределения

Статистические распределения

2 Эргодическая гипотеза

Эргодическая гипотеза

среднее по ансамблю равно среднему по времени.

Рассмотрим систему, состоящую из n тел, движущихся со скоростями v1, v2 … vn. Скорость средняя по ансамблю: где v1, v2 … vn измерены в один момент времени. Скорость средняя по времени: где v1, v2 … vn измерены для одной молекулы в разные моменты времени.

3 Распределение молекул по скоростям

Распределение молекул по скоростям

(Распределение Максвелла).

функция распределения – доля молекул, приходящаяся на единичный интервал скоростей вблизи некоторого значения v, т.е. в интервале Функция распределения – вероятность того, что скорость молекул лежит в единичном интервале вблизи некоторого значения v.

4 Распределение Максвелла

Распределение Максвелла

m – масса молекулы Распределение найдено с применением методов теории вероятности.

5 Свойства распределения Максвелла

Свойства распределения Максвелла

1. Кривая распределения имеет максимум, т.к. при малых значениях скорости v степенная функция v2 растёт быстрее экспоненты, а при больших наоборот. Экспонента в формуле распределения зависит от v2

6 Максимум распределения

Максимум распределения

2. При увеличении температуры Т максимум распределения смещается в сторону более высоких скоростей и понижается, т.к. площадь под кривой не меняется. условие нормировки.

Свойства распределения Максвелла:

7 Единичный интервал скоростей

Единичный интервал скоростей

3. Доля молекул, приходящихся на единичный интервал скоростей вблизи v = 0 и v = ?, равна нулю. Связано это с тем, что в соответствии с теорией вероятности молекулы при столкновении не могут либо только отдавать, либо только получать энергию.

Свойства распределения Максвелла:

8 Свойства распределения

Свойства распределения

4. Доля молекул, обладающих строго определённым (точным) значением скорости, равна нулю.

Свойства распределения Максвелла:

9 Силовое поле

Силовое поле

5. Распределение Максвелла по скоростям справедливо для молекул не только идеального газа, но и для реального газа, жидкости, твёрдого тела. 6. Если систему молекул поместить в силовое поле, то это силовое поле не влияет на распределение молекул по скоростям.

Свойства распределения Максвелла:

10 Экспериментальное определение

Экспериментальное определение

Опыт Штерна (1888 -1970 гг.).

Первое экспериментальное определение v молекул и подтверждение распределение Максвелла. Pt + Ag – платиновая нить, покрытая серебром. 1, 2, 3 – коаксиальные цилиндры, в цилиндре 2 сделана диафрагма (щель).

11 Опыт Штерна

Опыт Штерна

Платиновая нить нагревается током до t ~ 12350 C, при этом атомы серебра испаряются и через щель в цилиндре 1 и диафрагму в цилиндре 2 попадают на внутреннюю поверхность цилиндра 3, давая изображение щели – полосу О. При вращении цилиндров 2 и 3 с одинаковой угловой скоростью ? атомы серебра оседают на некотором расстоянии от О, давая расплывчатое изображение щели. Толщина осаждённого слоя соответствует распределению Максвелла.

12 Опыт Штерна

Опыт Штерна

13 Скорости газовых молекул

Скорости газовых молекул

Средняя скорость (средняя арифметическая скорость). в интервале от v до v + dv. Сумма всех скоростей:

14 Средняя скорость

Средняя скорость

Скорости газовых молекул

15 Средняя квадратичная скорость

Средняя квадратичная скорость

2. Средняя квадратичная скорость.

Скорости газовых молекул

16
17 Средняя квадратичная скорость

Средняя квадратичная скорость

18 Наиболее вероятная скорость

Наиболее вероятная скорость

3. Наивероятнейшая скорость (наиболее вероятная скорость) – скорость, которая соответствует максимуму распределения Максвелла.

Скорости газовых молекул

19 Наивероятнейшая скорость

Наивероятнейшая скорость

3. Наивероятнейшая скорость.

20 Скорости газовых молекул

Скорости газовых молекул

21 Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям

Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям

22 Делаем замену переменных

Делаем замену переменных

Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям

23
24 Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям

Распределение молекул по импульсам и кинетическим энергиям

25
26 Распределение молекул по потенциальным энергиям

Распределение молекул по потенциальным энергиям

(Распределение Больцмана).

27 Барометрическая формула

Барометрическая формула

Барометрическая формула – зависимость давления газа от высоты (в поле тяготения Земли).

Два процесса: 1. тяготение, 2. тепловое хаотичное движение молекул приводят к некоторому стационарному состоянию.

28 Идеальный газ

Идеальный газ

Предположим: 1) идеальный газ, m = const, 2) поле тяготения однородно, g = const, 3) T = const. сила давления столба воздуха высотой dh сечением S. m – масса молекулы. n – концентрация молекул.

Барометрическая формула

29 Знак

Знак

«–» отражает то, что с увеличением h давление p падает.

Барометрическая формула

30 Прибор для измерения высоты

Прибор для измерения высоты

Применение: прибор для измерения высоты над поверхностью земли – высотомер (альтиметр).

Для концентрации молекул. Уравнение (7).

31 Потенциальная энергия в поле тяготения

Потенциальная энергия в поле тяготения

Распределение молекул по потенциальным энергиям (Распределение Больцмана).

потенциальная энергия в поле тяготения. распределение Больцмана. Больцман показал, что распределение такого вида справедливо для любого внешнего поля.

N0 – концентрация молекул с нулевой потенциальной энергией U = 0.

32 Опыт Перрена

Опыт Перрена

(1870 – 1942 гг.) Определение числа Авогадро.

Основан на распределении молекул по высоте. Под микроскопом исследовалось броуновское движение частиц, которые распределялись по высоте подобно молекулам газа в поле тяготения. 1 – предметное стекло, 2 – покровное стекло, 3 – микроскоп, 4 – эмульсия шариков диаметром доли микрон (частицы гуммигута – млечного сока деревьев).

Плотность жидкости примерно равна плотности шариков.

33 Масса шарика

Масса шарика

M – масса шарика, mж – масса объёма жидкости, вытесненной шариком.

Опыт Перрена

34 Точное значение

Точное значение

Получил Точное значение:

Опыт Перрена. Определение числа Авогадро

35 Разделение вещества в центрифуге

Разделение вещества в центрифуге

Применение

При вращении центрифуги более тяжелые частицы концентрируются у стенки цилиндра, легкие – в центре.

36 Закон равномерного распределения энергии

Закон равномерного распределения энергии

по степеням свободы.

Степени свободы – число независимых координат, определяющих положение и конфигурацию системы в пространстве.

37 Одноатомный газ

Одноатомный газ

1. Одноатомный газ имеет три степени свободы,

т.к. может двигаться в 3-х направлениях. Следовательно, обладает 3 поступательными степенями свободы.

Молекула –материальная точка. Энергии вращательного движения нет

38 Двухатомная жестко связанная молекула

Двухатомная жестко связанная молекула

2. Двухатомная жестко связанная молекула (совокупность двух материальных точек, связанных недеформируемой связью).

обладает 3 поступательными и 2 вращательными степенями свободы. Вращение относительно оси 33' не меняет положение молекулы в пространстве.

39 Трёхатомная жестко связанная молекула

Трёхатомная жестко связанная молекула

3. Трёхатомная жестко связанная молекула.

Обладает 3 поступательными и 3 вращательными степенями свободы.

40 Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы

Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы

(закон Больцмана):

если система частиц находится в состоянии термодинамического равновесия, то средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул, приходящаяся на 1 степень свободы поступательного и вращательного движения, равна Для реальных молекул, не обладающих жёсткими связями между молекулами, необходимо учитывать также степени свободы колебательного движения.

41 Степень свободы

Степень свободы

I = iпоступат. + Iвращат. + 2iколеб.

На колебательную степень свободы

приходится не только кинетическая энергия, но и потенциальная, причём среднее значение кинетической энергии равно среднему значению потенциальной энергии и равно Следовательно, средняя суммарная энергия молекулы:

42 Взаимная потенциальная энергия

Взаимная потенциальная энергия

В идеальном газе взаимная потенциальная энергия молекул , т.к. молекулы между собой не взаимодействуют, то рассматривается только кинетическая энергия, и • для 1 моля газа внутренняя энергия равна сумме кинетических энергии NA молекул: • Для произвольной массы m газа:

? – количество вещества.

«Статистические распределения»
http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Statisticheskie-raspredelenija/Statisticheskie-raspredelenija.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Слайды
Презентация: Статистические распределения.ppt | Тема: Газы | Урок: Физика | Вид: Слайды
900igr.net > Презентации по физике > Газы > Статистические распределения.ppt