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阿基米德定律(即浮力定律)指出:浸在液体里的物体,受到向上的浮力.浮力的大小等于物体排开液体的重量.它不仅适用于液体,也同样适用于气体.本文通过经典的玻尔兹曼分布律,推证气体的阿基米德定律,并通过一个实例,在一定的近似条件下,验证该结论的正确性,从而气体浮力产生的原因,得到了明确的微观解释.在统计物理中,由玻尔兹曼分布律,可以得出在重力场中,气体分子数密度按高度的分布n=n0e-mgz/kT.(1)其中z为距地面的高度,n0为z=0处的分子数密度,m为气体分子的质量,k为玻尔兹曼常数,T为热力学温度.设一高为H、底面积为S的长方体箱子,下表面… 相似文献
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《鞍山师范学院学报》1989,(3)
本文以重力场中、离心转筒中及静电场中的单原子理想气体分子为例,说明以典粒子的速度分布函数与在保守力场中的势函数无关,所以保守力场不改变经典粒子的热运动的速度分布规律。 相似文献
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王天选 《兰州石化职业技术学院学报》1994,(1)
在物理学中,势能是一个重要的概念,而保守力场的势能又是普通物理学所研究的重点。现行教科书一般都选取任意点M_0为势能零点,另一任意点M与零势点M_0的势能函数U_0之差叫点M的势能。一般来说,在不同的参照系中,对同一物体的同一运动状态来说,它的描述是不同的。本文经推导指出保守力场的势能与参照系无关,并给出确定势能零点的一般定义。这对解决实际问题很有益处。 相似文献
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重力场中的理想气体密度随高度减小,其分布规律服从玻尔兹曼分布律公式.按照玻尔兹曼分布律公式,无论高度如何,理想气体密度不会降低为零,即重力场中理想气体没有上边界.然而,有明显的证据可以证明这一结论是不正确的.文章认为:玻尔兹曼分布律公式是不精确的,其误差起源于重力场中容器顶部稀薄理想气体的不连续性,即不能将稀薄气体再看作连续介质.文章讨论了这一误差的产生原因并提出了对玻尔兹曼分布律进行改进的初步修正公式. 相似文献
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江国海 《遵义师范学院学报》2004,6(1):61-61,65
现行热学教材中,一般没有表明麦克斯韦速度分布律对于重力场中的气体也适用,有的甚至明确指出:"这是对理想气体在平衡态中没有外力作用下的速度分布情况:"事实上麦克斯韦速度分布律对于非理想气体和某些外力场(如重力场)也是适用的. 相似文献
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一般大学物理教科书上,往往将麦克斯韦一玻尔兹曼分布律理解为仅适用于理想气体。文中对麦克斯韦-玻尔兹曼分布律的适用范围进行了讨论,通过吉布斯正则分布,证明了该统计分布律既适用于理想气体又适用于非理想气体。该分布律适用范围的证明,有利于该理论在大学物理教学中的拓展和应用。 相似文献
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数学是研究物理学的重要工具,如果能很好地、巧妙地应用数学公式和图象,在物理解题中往往能起到事半功倍的成效。本文是我们在进行热学教学中的一点体会,试图对热学课中有关图象面积教学进行初探,以期收到抛砖引玉之效果。 一、f(v)——v图中的面积 师专热学教材中,分子运动论部分的主要统计规律之一是麦克斯韦速率分布律。在平衡态下,气体分子按速率的分布为是分布在速率区间v～v dv内的分子数占总分子数的比率。称为麦克斯韦速率分布函数,其中,m是分子质量,K是玻尔兹曼常数,T是系统的温度,v是分子质心热运动的速率。 要掌握麦克斯韦分布律,必须搞清麦克斯韦速率分布函数的性质。其性质如下: (1)满足归一化条件 (2)f(v)存在一极大值,将该极大值对应的速率称为最可几速率Vp。其物理意义是把分子速率分成许多相等的小区间,则Vp所在区间内的分子数占总分子数的比率最大,并且可求出 (3)分布函数与分子质量和系统的温度有关。相同温度下,分子质量大的气体中速率小的分子多,而对伺种气体,温度越高,气体中速率大的分子数越多。 这些性质如果通过有关计算来详明,往往会遇到特殊函数,甚至误差函数的运算,这对师专学生来说无疑是困难的。为此我们从f(v)—v图象面积着手,澄清每一块面积的物理意义,让学 相似文献
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丁岳林 《中学物理教学参考》2000,29(12):4-6
我们知道，两个存在相互吸引力(保守内力)的粒子在相互靠近(结合)的过程中，保守力做正功，系统的势能减少，系统向外释放能量——结合能；反之，将它们分开的过程，保守力做负功，系统势能增加，需要提供的能量应等于对应的结合能．在微观世界中，分子、离子、核子的结合与分离的过程普遍遵循上述基本规律．热学中的分子势能、熔解热、汽化热， 相似文献
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<正> 势能是重要而又较难掌握的概念,在势能教学中,系统讲述以下几个问题,对学生加深势能概念的理解是有益的。 1、势能概念的提出与存在的条件 动能的提出是:根据力作功使物体运动状态发生变化,必定存在某个描述运动状态的函数,它的改变量与力对物体所作的功相联系,这个状态函数就是动能(1/2mv~2)。当物体系内部存在相互作用的保守力时,物体系(由于势能是属于物体系的,在教学过程中应始终强调这一点)由一个状态变到另一个状态的过程中,保守力要作功。根据保守力作功只与始末位置有关的特点,必定存在某个由相对位置决定的函数,它的改变量与保守力作的功相联系,这个函数就是势能。因此,势能是根据保守力作功的特点提出的。它存在的条件是物体 相似文献
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应用热力学统计中玻尔兹曼分布律对PN结两个特性关系式进行推导,加深初学者对PN结原理的理解. 相似文献
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一、问题的提出:大家知道,贡力场中微粒按高度的分布公式为:是将玻耳兹曼分布律应用于重力场中处寸平衡态的理想气体(实质为近独立子系组成系统》而得出的〔1〕、〔4〕。在演证中,采系统的温度T视为均匀恒定的,因此 相似文献
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张怀广 《濮阳职业技术学院学报》1994,(3)
大家知道,处于平衡态的理想气体分子热运动满足麦克斯韦速度分布律。速度分布函数内:速度分量的分布函数为:因为f(v_x),f(v_y),f(v_z)的函数形式对称,表明分子的运动各向同性。显然,必有,但是,在重力场中,即使认为在一定高度的范围内大气层是等温的,由于分子受重力的影响,分子总有一个铅直向下的重力加速度。分子的的运动能否各向同性,其分子热运动的速度分布函数如何呢?现从两方面加以分析。 相似文献