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《热学习题思考题解题指导》第二章第1,2节

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第二章 分子动理论的平衡态理论 §2.1 基本概念和基本要求 (一)了解分子动理论的主要特点。 (二)掌握概率的基本性质和求平均值和基本方法。 知道什么是概率分布函数。 (三)麦克斯韦速率分布 (1)初步了解验证麦克斯韦速率分布的分子射线束实验。 (2)掌握麦克斯韦速率分布函数, 知道它的物理意义, 知道它的分布曲线是如何的, 知道它的分布曲线是如何分别随了温度或者气体分子质量而改变的。 (3 )熟练掌握平均速率、方均根速率、最概然速率这 3 个公式。 (四)麦克斯韦速度分布 (1 )理解速度空间概念。 ※(2 )知道麦克斯韦速度分布是任一分子处在速度空间中任一体积为zyxvvvddd 的小立方体中的概率。 (3)掌握麦克斯韦速度分布。 ※(4)知道如何利用麦克斯韦速度分布导出麦克斯韦速率分布。 * (5)了解相对于最概然速率的麦克斯韦速度分布和速率分布。 ※(五)了解气体分子碰壁数及其应用。 (六)外力场中自由粒子的分布 玻耳兹曼分布 (1 )掌握等温大气压强公式。 ※(2)了解旋转体中悬浮粒子径向分布及其应用。 ※(3)了解玻耳兹曼分布。 (七)能量均分定理 (1 )理解自由度与自由度数。 (2 )掌握能量均分定理, 知道对于常见的双原子分子一般都有 3 个平第二章 分子动理论的平衡态理论 34 动自由度、2 个转动自由度。 ※(3)知道能量均分定理的局限性。 §2 .2 解题指导和习题解答 2 . 2 . 1 在图中列出某量x 的值的四种不同的概率分布函数的图线。试对于每一种图线求出常数 A 的值,使在此值下该函数成为归一化函数。然后计算 x 和 x 2 的平均值,在图(a)情形下还应该求出 x 平均值。 〖解〗: (a)按照归一化条件,概率分布曲线下面的面积为 1。则 ,1)]([Aaa aA2/1 所以概率分布函数为: axaxaxaaxf;02/1)( aaaaxxaxxx fx0d21d)( 3d21d)(2222axxaxxfxxaaaa2/d)(d)(00axxx fxxx fxaa (b)归一化条件: aAa )02( aA2/1 概率分布函数为: axxaxaxf2;00202/1)( §2 .2 解题指导和习题解答 35 axaxxaxxx fxaaa2022020221d21d)( 2220220234d21d)(axxaxxfxxaa (c)归一化条件为 1)()2/1(Aaa aA/1 概率分布函数为: ...

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