分子動理論

分子動理論（kinetic theory of molecules）是研究物質熱運動性質和規律的經典微觀統計理論。它認為物質是由大量分子、原子（以下統稱分子）組成的，這些分子處於不停頓的無規律熱運動之中，分子之間存在著相互作用力，分子的運動遵從牛頓運動定律。它通過對大量分子求統計平均的方法，建立巨觀量與相應的微觀量平均值的關係，用以定量說明物體的狀態方程、熱力學性質以及擴散、熱傳導、黏滯性等的微觀本質。分子動理論主要套用於氣體，也稱為氣體動理論。

基本介紹

• 中文名：分子動理論
• 外文名：kinetic theory of molecule
• 領域：熱力學

分子動理論的公式

設阿伏伽德羅常數為N_A，物體體積為V，質量為m，密度為ρ，摩爾體積為V_mol，摩爾質量為M，分子體積為V₀，分子質量為m₀，分子數為n。

（1）分子的質量 m₀=M /N_A=V_molρ / N_A

（2）分子數 n=mN_A / M=VN_A / V_mol=VρN_A /M=mN_A/ρV_mol

（3）固體、液體分子體積V₀和直徑d

V₀=V_mol/N_A=M / ρN_A=1/6πd³，.

氣體分子動理論

人們從分子運動的微觀模型出發，給出某些簡化的假定，結合機率論和統計力學的知識，提出了氣體分子動理論（kinetic theory of gases），其主要如下：

（1）氣體是由分子組成的，分子是很小的粒子，彼此間的距離比分子的直徑(10^-10m)大許多，分子體積與氣體體積相比可以略而不計。

（2）氣體分子以不同的速度在各個方向上處於永恆的無規則運動之中。典型事例是擴散現象、布朗運動(均為間接體現)。布朗運動表面體現了巨觀微粒的無規則運動，實際反映出微觀分子的無規則運動。

（3）除了在相互碰撞時，氣體分子間相互作用是很微弱的，甚至是可以忽略的。

（4）氣體分子相互碰撞或對器壁的碰撞都是彈性碰撞。

（5）分子的平均動能與熱力學溫度成正比。

（6）分子間同時存在著相互作用力。分子間同時存在著引力和斥力，引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小（分子間距越大，引力和斥力都越小；分子間距越小，引力和斥力都越大）。但斥力的變化比引力快，實際表現出來的是引力和斥力的合力。合力在0~r時表現為斥力，在r~∞時表現為引力（r為引力等於斥力的臨界點）。