
【化】 gas kinetics; kinetic theory of gases
gas
【化】 gas
【医】 gas; pneuma-; pneumato-
act; move; stir; use
【医】 kino-
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【医】 rationale; theory
气体动理论(Kinetic Theory of Gases)是从微观分子运动角度解释气体宏观性质的基础物理理论。其核心思想为:气体由大量无规则运动的微小粒子(分子或原子)构成,粒子间的碰撞及运动规律决定了气体的温度、压强等宏观特性。该理论对应的英文术语为"kinetic molecular theory",在汉英科学词典中常表述为"气体分子运动论"。
分子模型假设
气体分子体积可忽略(视为质点),分子间作用力仅在碰撞时存在,且碰撞为完全弹性。这一假设源自James Clerk Maxwell和Ludwig Boltzmann的研究成果。
统计规律表达
理想气体压强公式为:
$$ P = frac{1}{3}nmbar{v} $$
其中$n$为分子数密度,$m$为分子质量,$bar{v}$为分子速率平方的平均值。该公式由牛津大学出版社《热物理学基础》第3章推导得出。
温度与动能关系
气体温度$T$与分子平均动能的关系式为:
$$ frac{3}{2}k_B T = frac{1}{2}mbar{v} $$
式中$k_B$为玻尔兹曼常数,该公式被收录于剑桥大学《分子动理论》课程大纲。
该理论成功解释了扩散、热传导等输运现象,并推导出气体定律(如玻意耳定律、查理定律)的微观机制。其实验验证包括布朗运动观测(1827年植物学家Robert Brown发现)和分子速率分布实验(斯特恩实验,1920年)。
气体动理论(又称气体分子运动论)是研究气体宏观性质与微观分子运动规律之间关系的理论。它通过分析大量气体分子的无规则运动及相互作用,揭示压强、温度等宏观量的微观本质。以下是其核心内容:
压强的微观解释
压强源于分子对容器壁的频繁碰撞。公式为:
$$p = frac{1}{3}nmoverline{v}$$
其中 (n) 为分子数密度,(m) 为分子质量,(overline{v}) 为分子速率平方的平均值。
温度的微观意义
温度反映分子热运动的剧烈程度。理想气体的温度公式为:
$$frac{3}{2}kT = frac{1}{2}moverline{v}$$
(k) 为玻尔兹曼常数,表明温度与分子平均动能成正比。
能量均分定理
每个自由度均分 (frac{1}{2}kT) 的能量。例如,单原子分子(3个平动自由度)的平均动能为 (frac{3}{2}kT)。
通过气体动理论,宏观现象(如热传导、扩散)得以从微观角度定量描述,成为统计物理学的基石之一。
阿奇埃加瑟斯包括卸货费在内的运费薄情的苯甲醛醑表观摩尔质量二压硬脂酸恶性咽峡炎发展的盖伦氏大脑静脉干扰学说高级会计根治乳突切除术汇效网路阻抗交叉连接图记录原则咳后的可立糖零值指示器流电神经的离子浓度米夏利德氏试验喷沙示温熔锥当量收支明细表输精管间的死骨切除术髓冠特窗酸通用计算机系列