首页 百科知识 理想气体压强公式的推导

理想气体压强公式的推导

时间:2022-12-07 百科知识 版权反馈
【摘要】:现在我们从上述模型出发来阐明理想气体压强的实质,并采用求统计平均值的方法导出理想气体的压强公式.容器中气体在宏观上施于器壁的压强,是大量气体分子对器壁不断碰撞的结果.无规则运动的气体分子不断地与器壁相碰,就某一分子来说,它对器壁的碰撞是断续的,而且它每次给器壁多大的冲量,碰在什么地方都是偶然的.当对大量分子整体来说,每一时刻都有许多分子和器壁相碰,所以在宏观上就表现出一个恒定的、持续的压力.这和雨

现在我们从上述模型出发来阐明理想气体压强的实质,并采用求统计平均值的方法导出理想气体的压强公式.容器中气体在宏观上施于器壁的压强,是大量气体分子对器壁不断碰撞的结果.无规则运动的气体分子不断地与器壁相碰,就某一分子来说,它对器壁的碰撞是断续的,而且它每次给器壁多大的冲量,碰在什么地方都是偶然的.当对大量分子整体来说,每一时刻都有许多分子和器壁相碰,所以在宏观上就表现出一个恒定的、持续的压力.这和雨点打在雨伞上的情形相似,稀疏的雨点打在雨伞上,我们感到雨伞上各处受力是不均匀的,而且是断续的,但大量密集的雨点打在伞上就使我们感受到一个均匀的、持续向下的压力.

为了计算方便,我们选一个边长分别为l1l2l3的长方形的容器,并设容器中有N个同类气体分子,每个分子的质量为m,忽略重力影响.

在平衡状态下,器壁各处的压强完全相同,故只需计算容器某一个面的压强就能代表全部,现在我们计算器壁A1面所受到的压强,为此建立直角坐标系如图4.2所示.

图4.2 推导压强公式用图

A1面所受到的平均力的大小应等于单位时间内所有分子与A1面碰撞时所作用的冲量总和,即

式中vix是第i个分子在x方向的速度分量.由压强定义得

在平衡态下,气体分子的空间分布处处均匀,在任何时刻分子沿各个方向运动的概率均等,所以对大量分子来说,分子速度在各个方向分量的各种平均值也相等.故

此处N个分子速度平方的平均值.

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈