3蒋忠杰讲一课

分子运动论（又称气体动理论或分子动理论）是描述气体为大量做永不停息的随机运动的粒子（原子或分子，物理学上一般不加区分，都称作分子）。快速运动的分子不断地碰撞其他分子或容器的壁。分子动理论就是通过分子组分和运动来解释气体的宏观性质，如压强、温度、体积等。分子动理论认为，压强不是如牛顿猜想的那样，来自分子之间的静态排斥，而是来自以不同速度做热运动的分子之间的碰撞。分子太小而不能直接看到。显微镜下花粉颗粒或尘埃粒子做的无规则运动——布朗运动，便是分子碰撞的直接结果。这可以作为分子存在的证据

理想气体动理论建立在如下假设之上：

• 气体由大量小粒子组成，这些小粒子称之为分子。分子之间的距离远远大于自身的大小。

• 所有分子都具有相同的质量。

• 分子数量巨大，可以进行统计处理。

• 分子做着不息的快速的随机运动。

• 分子不断彼此碰撞，或与容器器壁进行碰撞，这些碰撞都是弹性碰撞。

• 除了碰撞之外，分子之间的相互作用可以忽略。

• 气体分子平均平动动能只依赖于系统温度。

• 分子与容器器壁的碰撞时间远远小于两次碰撞间隔时间。

• 分子具有质量，会受到万有引力的影响。

分子动理学的现代理论建立在波尔兹曼方程的基础之上，对以上假设有所放宽，并将分子体积考虑进去，因此可以精确描述稠密气体。分子动理学的现代理论仍然要考虑的假设有，分子混沌性假设，忽略量子效应。如果气体比较稠密，本体性质只有小的梯度，可以应用维里展开的方法研究，这方面的理论参见查普曼和恩斯克格的专著。对于稀薄气体，本体性质的梯度与分子的平均自由程相比较，这种情况叫克努森区，可以对克努森数展开来研究。 [1]