题目
7.3 气体在平衡态时有何特征?气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同?
7.3 气体在平衡态时有何特征?气体的平衡态与力学中的平衡态有何不同?
题目解答
答案
气体平衡态的特征:
动态平衡:
在气体平衡态下,气体分子的速度和碰撞仍在持续进行,但总体上没有净变化。这是一种动态平衡。
温度均匀:
气体平衡态时,温度在整个系统内是均匀的。所有部分的分子都具有相似的平均动能。
压力均匀:
气体平衡态时,系统内的压力是均匀的,无净流动导致局部压力差。
浓度均匀:
对于均匀混合的气体,其组成成分在整个系统中是均匀的,没有净流动导致局部浓度差异。
宏观性质不变:
在气体平衡态下,系统的宏观性质(如温度、压力、浓度)不随时间发生变化。
气体平衡态与力学平衡的不同之处:
动态性质:
气体平衡态是一种动态平衡,其中分子的运动仍在进行,但总体上没有净变化。而力学平衡通常涉及静止的物体。
分子运动:
气体平衡态下,分子运动不停,具有热运动。在力学平衡中,物体通常是静止的或者其运动是受平衡力影响的匀速直线运动。
系统的性质:
气体平衡态关注的是气体系统,而力学平衡可以包括各种物体,不仅限于气体。
宏观性质的均匀性:
在气体平衡态中,温度、压力、浓度在整个系统中是均匀的。而力学平衡可能涉及物体的宏观性质在空间上的不均匀分布。
总体而言,气体平衡态是一种动态平衡,具有均匀分布的特征,与力学平衡在动态性质和系统范围上有一些不同。
解析
步骤 1:气体平衡态的特征
- 动态平衡:在气体平衡态下,尽管分子的运动和碰撞仍在持续,但总体上没有净变化。
- 温度均匀:气体平衡态时,温度在整个系统内是均匀的,所有部分的分子都具有相似的平均动能。
- 压力均匀:气体平衡态时,系统内的压力是均匀的,没有净流动导致局部压力差。
- 浓度均匀:对于均匀混合的气体,其组成成分在整个系统中是均匀的,没有净流动导致局部浓度差异。
- 宏观性质不变:在气体平衡态下,系统的宏观性质(如温度、压力、浓度)不随时间发生变化。
步骤 2:气体平衡态与力学平衡的不同之处
- 动态性质:气体平衡态是一种动态平衡,其中分子的运动仍在进行,但总体上没有净变化。而力学平衡通常涉及静止的物体。
- 分子运动:气体平衡态下,分子运动不停,具有热运动。在力学平衡中,物体通常是静止的或者其运动是受平衡力影响的匀速直线运动。
- 系统的性质:气体平衡态关注的是气体系统,而力学平衡可以包括各种物体,不仅限于气体。
- 宏观性质的均匀性:在气体平衡态中,温度、压力、浓度在整个系统中是均匀的。而力学平衡可能涉及物体的宏观性质在空间上的不均匀分布。
- 动态平衡:在气体平衡态下,尽管分子的运动和碰撞仍在持续,但总体上没有净变化。
- 温度均匀:气体平衡态时,温度在整个系统内是均匀的,所有部分的分子都具有相似的平均动能。
- 压力均匀:气体平衡态时,系统内的压力是均匀的,没有净流动导致局部压力差。
- 浓度均匀:对于均匀混合的气体,其组成成分在整个系统中是均匀的,没有净流动导致局部浓度差异。
- 宏观性质不变:在气体平衡态下,系统的宏观性质(如温度、压力、浓度)不随时间发生变化。
步骤 2:气体平衡态与力学平衡的不同之处
- 动态性质:气体平衡态是一种动态平衡,其中分子的运动仍在进行,但总体上没有净变化。而力学平衡通常涉及静止的物体。
- 分子运动:气体平衡态下,分子运动不停,具有热运动。在力学平衡中,物体通常是静止的或者其运动是受平衡力影响的匀速直线运动。
- 系统的性质:气体平衡态关注的是气体系统,而力学平衡可以包括各种物体,不仅限于气体。
- 宏观性质的均匀性:在气体平衡态中,温度、压力、浓度在整个系统中是均匀的。而力学平衡可能涉及物体的宏观性质在空间上的不均匀分布。