结构推理 推导气体分子碰壁数与气体压强公式时:(1)认为单位体积中气体分子分为六组,分别向长方容器六个器壁运动,试问为什么可以这样考虑? (2)为什么可以不考虑由于分子间相互碰撞,分子改变运动方向而碰不到面元这一因素?
【正确答案】(1)平衡态气体在宏观上表现出各向同性,在微观上反映为分子混沌性,即分子热运动无择优取向.因为分子在直角坐标系中沿六个方向运动的等概率性与分子沿空间各个方向上运动的等概率性其实质是相同的,所以可以把单位体积中向空间各个方向运动的分子平均分配为仅向六个方向运动的六组.(2)在考虑气体分子碰撞器壁的过程中,虽然去碰撞器壁的分子会遭受其他分子碰撞而改变运动方向,因而它碰不到器壁,但按 照气体混沌性假定,平均说来必有另一速度方向相同,大小相等的分子来接替被改变了运动方向的分子,这宛如在接力赛跑中接力棒总是沿跑道运动一样,其结果仍然是分子无碰撞地射向器壁面元.
【答案解析】