大学物理：第八章输运过程

气体动理论内容：理想气体模型理想气体的压强和温度理想气体内能麦克斯韦速率分布律范德瓦耳斯方程气体内的输运过程：热传导过程、扩散过程和黏性现象6.1理想气体模型6.1.1气体的分子状况1.分子具有一定的质量和体积宏观物体是由大量分子或原子组成的，物质的量为1mol的任何物质都包含有N0=6.022X1023（N0为阿伏伽德罗常量）个分子。

2.一切物质的分子都在永不停歇地做无规则运动1827年，布朗在显微镜下观察到悬浮在液体中的花粉颗粒分子总是在无规则地、永不停息地运动着。

这就是著名的布朗运动。

它能能够直观的表明：气体、液体、固体中都有扩散现象。

是分子运动的有力证明。

精确的实验表明，在排除一切外界干扰时，布朗运动仍然存在。

对于这种现象，只能用大量无规则热运动的液体分子不断地撞击悬浮微粒来解释。

3.分子间存在分子力在物体的内部，分子与分子之间有着很强的作用力，这个力的大小为r t式中，r是两个分子的中心距，尢、丫、s和t都为正数（这可由相关实验求证）。

在上式中，第一项为正值，表示的是分子间斥力的大小；第二项为负值，表示的是分子间引力的大小。

由于一般情况下，参数s和t的数值都比较大（例如，对于非极性分子s=20，t=9），所以分子力的大小随分子间距的增大而急剧减小。

由分子力F与分子间的距离r的关系曲线可以看出：当r<r0（r0~10-10m）时，斥力大于引力，此时分子间的作用力表现为斥力，并且斥力随r 的减小斥力剧烈增大；当r=r0时，斥力与引力相等，相互抵消，此时分子间的作用力为零；当r>r0时，引力大于斥力，此时分子间的作用力表现为引力，并且引力随r的增大分子力迅速减小。

由于分子力是短程力，它的作用范围极小，在压力不大的情况下，分子间的作用力可以忽略不计。

一般当丫宀10-9m时分子间的作用力就可忽略不计。

4.分子之间以及分子与器壁之间进行着频繁碰撞（1）任意一个分子的速度（包括大小和方向两个方面）都与其它分子不同，并且该分子的运动速度也在时刻发生着变化；（2）对于某一个具体分子而言，它的运动轨迹是没有任何规律的，或者说是随机的，在其轨迹的每个转折点上，它与一个或多个分子发生了碰撞，或与器壁上的固体分子发生了碰撞。

期 末 复 习理想气体状态方程一、 理想气体：温度不太低，压强不太高的实际气体可视为理想气体。

宏观上,在任何情况下都符合玻-马、盖-吕、查理三定律的气体。

二、 三个实验定律：（1）玻—玛定律： pV = 常数 或 T = 常数 （2）盖.吕萨克定律：VT= 常数 或 p = 常数 （3）查理定律： TP= 常数 或 V = 常数三、 理想气体状态参量：体积(V )，压强(p )，温度(T ) ；能(E )，焓(H )，熵(S )，摩尔数(ν )四、 理想气体分子模型：①全同质点；②弹性碰撞；③除碰撞瞬间外无相互作用，忽略重力五、普遍适用112212p V p V T T = ：状态变化中质量不变阿佛伽德罗定律： p nkT = 六、 道尔顿分压定律：● 混合气体的压强等于组成混合气体的各成分的分压强之和● （几种温度相同的气体混于同一容器中，各气体的平均平动动能相等）●12112212222()333t t t p n n n n p p =++=++=++εεε七、 关于p nkT =：1. 是状态方程的微观式，大学物理中常用此式2. 式中N Nn V V==d d ：气体的分子数密度，即单位体积的分子数 3. R = 8.31 J/(mol ·K) :普适气体常数 4. 231238.31 1.3810J K 6.0210A R k N--===⨯⋅⨯:玻耳兹曼常量 八、 关于压强p ： ●Γ：单位时间碰在单位面积器壁上的平均分子数（气体分子碰壁数）● 压强p ：单位时间气体(全部分子)① 压强的定义体现了统计平均。

② V x >0的分子占总分子的一半，或分子速度在某方向的分量平均值为0 ● （例如：在x 方向，有0x v =；在y 方向，有0y v =；在z 方向，有0z v =）这是机会均等的表现。

③ 2213xv v =也是机会均等的表现。

④ 22i ix x in v v n=∑∑ 是统计平均的表现。

电动力学的输运现象电动力学是研究电荷在电磁场中的运动规律和电磁场的变化规律的一门学科。

其中的一大研究领域正是电磁场与物质相互作用后，电荷在物体中的输运现象。

这种现象包含了多种复杂，而且深奥的科学原理，值得人们深入研究。

电荷在物质中的传输现象是电动力学的重要部分之一，在电动力学的研究中，电荷通常通过电磁波在材料中传播。

这种传播现象涵盖了导电体、绝缘体、半导体、超导体等多种材料。

而且，不同的物质由于其特殊的物理属性，电荷在其中传播的方式和速度也各不相同。

对于导体中的电荷传输，导体中的电荷可以自由移动。

当施加一个电场，电荷将根据电场的方向开始移动，构成电流。

同时，因为电荷的移动，会在导体内部产生电磁场。

这种内部电磁场与外部施加的电场相互作用，会对电荷的移动产生影响。

半导体中的电荷传输则相当特别，因为半导体中的电荷除了本身的自由电子外，还包括空穴。

电子和空穴在电场的作用下都会进行移动，因此，半导体中的电荷传输既包括电子的迁移，也包括空穴的漂移。

对于绝缘体和超导体，电荷传输现象就更加复杂。

在绝缘体中，电荷是不能自由移动的，所以在没有外加电场的情况下，绝缘体中不会有电流产生。

而在超导体中，电荷的移动可以达到无阻挡的程度，因此在超导体中可以形成无损耗的电流。

在这些电荷的传输过程中，电磁波作为载体，在物质中传播，通过电磁感应、电磁辐射等多种方式影响到电荷的移动。

电磁波的传播遵循麦克斯韦方程，这是电动力学中最基本的原理。

电磁场对辐射中电荷的影响不仅体现在电荷的传输速度和方向上，还体现在电荷的能量转换上。

电荷在电磁场中的运动会产生电磁辐射，把电磁能转化为其他形式的能量，如光能、热能等。

这一现象在物理、化学、生物等科学研究中具有重要应用。

总的来说，电动力学的输运现象是物理学中的重要课题，对于理解物质中电荷的运动机制、开发新的电子设备、研究电磁辐射等问题具有基础性的意义。

但是，电动力学的输运现象并不是简单的，需要我们去做深入的研究和探讨。