第三节 气体的流动规律
第3章 内燃机的工作循环
（3）热量变换； 热量变换；
Tw 4 h dQ k T 4 b = A{a (Re) (T − T w ) + c[( ) −( ) ]} dθ D 100 100 6n
44
（4）放热规律； 放热规律；
dQ B dx m + 1 ϕ − ϕ0 = H u g bη u = H u g bη u 6.908 dϕ dϕ ϕz ϕz −e
28
l0 =
(c +
h − 2) × (32 + 3.773 × 28) 34.41 × (4c + h − 2o) 4 = c × 12 + h × 1 + o × 16 12c + h + 16o
柴油：14.3，汽油： 柴油：14.3，汽油：14.7 燃空比
（二）燃料的热值 在101.3kPa、298.15K条件下，每千克燃料完 101.3kPa、298.15K条件下， 条件下 全燃烧所放出的热量称为燃料的热值。 全燃烧所放出的热量称为燃料的热值。 定容燃烧弹法 高热值、低热值 高热值、
（二）柴油的理化性质 含碳85％－88％，含氢12％－13.6%； 含碳85％－88％，含氢12％－13.6%； 85％－88％，含氢12％－13.6% 自燃性：无外源点火的情况下， 自燃性：无外源点火的情况下，柴油自行着 火的性质。自燃温度。 火的性质。自燃温度。 十六烷值：正十六烷，100；α－甲基萘，0。 十六烷值：正十六烷，100； 甲基萘， 按比例。 按比例。 低温流动性：浊点， 低温流动性：浊点，凝点 柴油牌号： 柴油牌号：0号，－20号 ，－20号 20
需要补充的方程： 需要补充的方程： （1）气缸工作容积； 气缸工作容积；
高中地理 第二章 第三节 大气环境 第2课时学案 湘教版必修1-湘教版高一必修1地理学案
第2课时热力环流与大气水平运动播放两幅图片,或者是微视频。
内容是火锅上空的水汽往上走;从冰箱里拿出来的冰块,放在桌面上,水汽往桌下沉。
通过对比,引导学生说出空气受热,气体膨胀上升;空气遇冷,气体收缩下沉。
进而引出本节课的内容——热力环流。
1.理解热力环流的形成原理和大气运动的根本原因。
2.运用各种示意图,说明大气运动状况。
理解大气水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力对大气水平运动的影响。
一、热力环流(最基本的运动形式)1.概念:由于地面①而形成的空气环流。
2.气温与气压关系(近地面):气温高→气压②,气温低→气压③。
(高空与近地面气压状况相反)3.空气的垂直运动:温度高的地方气流④,温度低的地方气流⑤。
空气的垂直运动导致⑥上的气压差。
4.空气的水平运动:同一水平面上,大气由⑦的地方流向⑧的地方。
5.常见的热力环流(1)小尺度:城市风、海陆风、山谷风。
(2)大尺度:季风环流,赤道低压带、极地高压带的形成。
二、大气运动的基本原理⑨→空气的垂直运动→⑩→水平气压梯度力(原动力)→空气的→风。
三、大气的水平运动——风1.水平气压梯度力:形成风的原因,大小与气压梯度成,方向等压线,由高压区指向低压区。
2.地转偏向力:方向与物体的运动方向,北半球向右偏,南半球向左偏。
3.摩擦力:方向与风向,大小与距离地面高度成,高空可忽略不计。
4.风向(1)赤道:受水平气压梯度力(近地面有摩擦力)作用→风向等压线。
(2)其他纬度高空:受水平气压梯度力和地转偏向力作用→风向平行于等压线。
近地面:受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力作用→风向与等压线斜交。
【答案】①冷热不均②低③高④上升⑤下沉⑥同一水平面⑦气压高⑧气压低⑨冷热不均⑩同一水平面上的气压差水平运动直接正比垂直于垂直相反反比垂直于1.大气运动的能量来源是什么?请简述大气运动的最简单形式。
【提示】大气运动的能量来源于太阳辐射。
大气运动的最简单形式是热力环流,是由于地面冷热不均而形成的空气环流。
高中物理第1章分子动理论与气体实验定律第3节气体分子速率分布的统计规律学案鲁科版选择性3
第3节气体分子速率分布的统计规律学习目标:1．[物理观念］初步了解什么是“统计规律”．2．[科学思维］理解气体分子速率分布规律．一、偶然中的必然1．随机性必然事件：在一定条件下，必然出现的事件．不可能事件：在一定条件下,不可能出现的事件．随机事件：在一定条件下，可能出现，也可能不出现的事件．2．统计规律:大量的随机事件表现出的整体规律．二、气体分子速率分布规律1．气体分子速率的分布规律(1）图象如图所示．（1)规律：在一定温度下，不管个别分子怎样运动,气体的多数分子的速率都在某个数值附近,表现出“中间多、两头少”的分布规律．当温度升高时，“中间多、两头少”的分布规律不变，气体分子的速率增大，分布曲线的峰值向速率大的一方移动．2．气体温度的微观意义(1)温度越高,分子的热运动越剧烈．（2)理想气体的热力学温度T与分子的平均动能错误!k成正比，即T＝a E k，表明温度是分子平均动能的标志．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1）大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小．(√)（2）温度越高,分子的热运动越激烈,是指温度升高时，所有分子运动的速率都增大了．（×)（3）气体内部所有分子的动能都随温度的升高而增大．（×)(4）当温度发生变化时，气体分子的速率不再是“中间多、两头少”．（×)(5）某一时刻一个分子的速度大小和方向是偶然的．(√）（6）温度相同时,各种气体分子的平均速度都相同．（×）2．(多选)关于气体分子的运动情况,下列说法不正确的是(）A．某一时刻具有某一速率的分子数目是相等的B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是偶然的C．某一温度下,大多数气体分子的速率不会发生变化D．分子的速率分布毫无规律ACD[具有某一速率的分子数目并不是相等的，呈“中间多、两头少”的统计规律分布,故A、D项错误;由于分子之间频繁地碰撞，分子随时都会改变自己的运动情况，因此在某一时刻，一个分子速度的大小和方向完全是偶然的，故B项正确;某一温度下，每个分子的速率仍然是随时变化的，只是分子运动的平均速率不变，故C项错误．］3．下面的表格是某地区1～7月气温与气压的对照表:7月与1月相比较，正确的是()A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变B．空气分子无规则运动减弱了C．单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数增多了D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了D[由表中数据知，7月份与1月份相比，温度升高,压强减小,温度升高使气体分子热运动更加剧烈，空气分子与地面撞击一次对地面的冲量增大，而压强减小，单位时间内空气分子对单位面积地面的冲量减小．所以单位时间内空气分子对单位面积地面的撞击次数减少了，因而只有D项正确．］统计规律与气体分子运动特点(1)抛掷一枚硬币时，其正面有时向上，有时向下,抛掷次数较少和次数很多时，会有什么规律？（2）温度不变时，每个分子的速率都相同吗？温度升高,所有分子运动速率都增大吗？提示：(1)抛掷次数较少时，正面向上或向下完全是偶然的，但次数很多时，正面向上或向下的概率是相等的．(2)分子在做无规则运动,造成其速率有大有小．温度升高时，所有分子热运动的平均速率增大,即大部分分子的速率增大了，1．对统计规律的理解（1)个别事件的出现具有偶然因素,但大量事件出现的机会，却遵从一定的统计规律．（2）从微观角度看,由于气体是由数量极多的分子组成的，这些分子并没有统一的运动步调，单独来看，各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性，但从总体来看，大量分子的运动却具有一定的规律．2．如何正确理解气体分子运动的特点（1)气体分子距离大（约为分子直径的10倍），分子力非常小(可忽略），可以自由运动，所以气体没有一定的体积和形状．(2)分子间的碰撞十分频繁，频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变,造成气体分子做杂乱无章的热运动，因此气体分子沿各个方向运动的机会(概率)相等．（3)大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)、两头少（速率大或小的分子数目少）的规律．(4)当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动，即速度大的分子数目增多，速率小的分子数目减小，分子的平均速率增大，分子的热运动剧烈，定量的分析表明理想气体的热力学温度T与分子的平均动能错误!k成正比，即T＝a错误!k，因此说，温度是分子平均动能的标志．【例】(多选)根据气体分子动理论，气体分子运动的剧烈程度与温度有关，下列表格中的数据是研究氧气分子速率分布规律而列出的．依据表格内容，以下四位同学所总结的规律正确的是（)A．不论温度多高，速率很大和很小的分子总是少数B．温度变化，表现出“中间多、两头少”的分布规律要改变C．某一温度下,速率都在某一数值附近,离开这个数值越远，分子越少D．温度增加时，速率小的分子数减少了ACD［温度变化,表现出“中间多、两头少”的分布规律是不会改变的,选项B错误；由气体分子运动的特点和统计规律可知，选项A、C、D描述正确．]气体分子速率分布规律(1）不同的气体在不同的温度下,该曲线是不同的,即使对同一种气体,由于温度不同，曲线也不相同，并且温度升高，速率大的分子所占的比率增加，速率小的分子所占的比率减小．(2）温度升高，气体分子的平均速率变大，但具体到某一个气体分子,速率可能变大也可能变小，无法确定．[跟进训练](多选)如图所示是氧气在0 ℃和100 ℃两种不同温度下，各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子的速率间的关系．由图可知下列说法正确的是（）A．100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多B．具有最大比例的速率区间，0 ℃时对应的速率大C．温度越高，分子的平均速率越大D．在0 ℃时，也有一部分分子的速率比较大，说明气体内部有温度较高的区域AC［同一温度下，中等速率大的氧气分子数所占的比例大．温度升高时，速率大的氧气分子数增加，使得氧气分子的平均速率增大,100 ℃的氧气，速率大的分子比例较多，由图像可知，0 ℃时的最大比例值大，但对应的分子速率小于100 ℃时的情况，A正确，B错误；温度升高，分子的运动加剧，使得氧气分子的平均速率增大,C正确；温度是分子平均动能的标志，与个别分子速率大小无关，气体内部温度相同,D错误．］1．某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线如图所示，f （v）表示分子速率v附近单位速率区间内的分子数百分率。
第三节 气体分子的速率分布
v v+ dv
v
示速率分布在v～v+ dv 中的
分子数与总分子数的比率 f
(v )dv
dN
N
(4)在v1~v2 区间内,曲线下的面积
f(v)
T
表示速率分布在v1~v2 之间的
分子数与总分子数的比率
v2 f (v)dv N
v1
N
O
v1 v2
v
( 速率分布曲线 )
(5)曲线下面的总面积, 等于分布在整个速率范围内所有各个速率
气体分子的速率分布
一、 速率分布函数
速率分布的概念 热运动中的分子的速率通过碰撞不断地改变,不可能逐个加
以描述, 要进行研究，就需要把分子的速率按大小划分成很多 个区间，然后确定各速率区间的分子数占总分子数的比例， 并研究随着速率区间的变化所引起的分子数相对比例的变 化．
速率
v1 ～ v2 v2 ～ v3 …
解： （1）由归一化条件，
0 f (v)dv 1
Nf(v) a
v0 a vdv 2v0 a dv
0 Nv0
N v0
O
a Nv0
v02 2
a N
v0
3 2
av0 N
1
a 2N 3v0
v0 2v0 v
（2） f (v) dNv Ndv
N dN 3v0 / 2
v0 / 2~3v0 / 2
0
0
2kT
8kT 1.59 RT
π
M
方均根速率
N
iv
2 i
v2 i
N
N
iv
2 i
v2 i
N
dNv f (v )dv N
v 2
初中化学气体流动教案
初中化学气体流动教案
一、教学目标：
1. 理解气体的分子运动规律；
2. 掌握气体的流动规律；
3. 能够解释气体流动的原理；
4. 能应用所学知识解决相关问题。
二、教学重点和难点：
1. 气体的分子运动规律；
2. 气体的流动规律。
三、教学准备：
1. 课件、实验装置、实验物品；
2. 学生活动手册、笔记本等。
四、教学过程：
1. 气体的分子运动规律
（1）教师引导学生观察实验装置，让学生思考气体分子是如何运动的；（2）介绍气体分子的自由运动和速度分布；
（3）让学生通过实验观察气体的分子运动规律。
2. 气体的流动规律
（1）介绍气体的流动规律和速度分布；
（2）让学生通过实验观察气体的流动规律；
（3）讨论气体流动的原理和影响因素。
3. 总结与拓展
（1）总结气体分子的运动和流动规律；
（2）让学生练习相关题目，加深理解；
（3）拓展气体流动在工业生产中的应用。
五、教学反馈：
1. 师生互动，总结本节课的重点知识；
2. 师生互动，解答学生提出的疑问；
3. 鼓励学生思考，提出自己的见解。
六、布置作业：
1. 完成相关练习题；
2. 阅读相关教材，扩展知识。
七、教学反思：
1. 教学过程是否清晰流畅；
2. 学生是否能够准确理解和掌握知识；
3. 后续教学如何开展，如何提高教学效果。
《流体力学》第六章气体射流
.
射流参数的计算
段 名
参数名称
符号
圆断面射流
平面射流
扩散角 主
α tg3.4a tg2.44a
体
段 射流直径 或半高度
D b
D d0
6.8
as d0
0.147
b b0
2.44
0.095 as 0.147
d0
v1 0.492
v0
as 0.41
b0
v2
v2 v0
as
0.23 0.147
d0
v2 v0
0.833 as 0.41 b0
.
段名 参数名称
符 号
圆断面射流
平面射流
起
流量
Q
2
QQ0 10.76ar0s1.32ar0s
Q Q0
1 0.43 as b0
始
v 断面平均 流速
B0Kx
tgKxK3.4a
x
紊流系数
起始段
主体段
C
B
A
R
M
α r0
核心
0
D X0
边 E
界 层
Sn
F
S
X
射流结构
.
紊流系数与 出口断面上 紊流强度有 关，也与出 口断面上速 度分布的均 匀性有关。 （表6-1）
紊流系数
喷嘴种类 带有收缩口的喷嘴
a
0.066 0.071
圆柱形管
带有导风板的轴流式通风机 带导流板的直角弯管
已知射流直径D, v2,d0,a, 求S和Q0
流体力学 第七章
u2 dq d( ) 0 2 dp
等熵流动，dq=0
dp
u2 d( ) 0 2
积分形式
dp
u2 d( ) C 2
基本方程建立了速度、温度、压力、密度 的相互关系。即使用于可逆的绝热流动过 程，又适用于不可逆的绝热流动过程。
第三节 一元气体的流动特性
微分形式的可压缩气体总流的连续性方程 沿流管流体的速度、密度和流管的断面面积这 三者之间的相对变化量的代数和必然为0
二 可压缩气体的能量方程
由于气体的密度很小，所以质量力可以忽略不计。 气体是一维定常流动，则欧拉运动微分方程为
du dp u dx dx
积分
2
du 1 dp u 0 dx dx
以上分析表明:亚声速运动的点扰动源，扰动点始终 位于扰动波内，在足够长的时间以后，它的扰动总可 以传播到整个空间。因此亚声速运动的点扰动源的影 响域也是全流畅。 3)超声速运动的点扰动源的影响域 扰动点的运动速度 v大于声速c，设 t=0时刻点扰动位 于o点，在3t时刻 扰动到达半径为 3ct的o3球面上
( p dp) A PA dpA
沿活塞运动方向列动量方程
dpAdt cdtA(du 0)
dp du c
cd du d
dp cd c d
c
dp d (1 ) d
因为活塞速度很小，气体受到的扰动也很微弱， 其状态变化量很小，dρ/ρ可以忽略不计
C0 kRT0 1.4 287T0 20.1 273 20 343m / s
C1 kRT1 1.4 287T1 20.1 273 55 296m / s
气压传动基础知识
v2/2+ gz + kp /（k-1）ρ＋ghw= 常数
因气体粘度小，不考虑摩擦阻力和位置高度的影响，则有
v2/2+ kp /（k-1）ρ= 常数
▪ 在低速流动时，气体可认为是不可压缩的（ ρ ＝常数），则有
v2/2+ p /ρ= 常数
动量方程 vdv+dp/ρ =0
二、声速和马赫数
声音引起的波称为“声波”。声波在介质中的传播速度称 为声速。声音传播过程属绝热过程。对理想气体来说，声 音在其中传播的相对速度只与气体的温度有关。气体的声
一、理想气体的状态方程
不计粘性的气体称为理想气体。空气可视为理想气体。
一定质量的理想气体在状态变化的瞬间， 有如下气体状态
方程成立： pV / T = 常量
或 p=ρRT
二、气体状态变化过程
等容过程 p1/T1= p2/T2= 常量
在等容过程中，气体对外不做功，气体与外界的热 交换用于增加（减少）气体的热力学能。
杂质，并将空气中的水分分离出来。
▪ 原理：回转离心、撞击，
▪ 性能指标：过滤度、水分离率、滤灰效 率、流量特性
▪ 油雾器 特殊的注油装置。
▪ 原理 当压缩空气流过时，它将润滑油 喷射成雾状，随压缩空气流入需要的润 滑部件，达到润滑的目的。
▪ 性能指标：流量特性、起雾油量
▪ 减压阀 起减压和稳压作用。 ▪ 气动三大件的安装连接次序：分水过滤器
气动系统由下面几种元件及装置组成
气源装置 压缩空气的发生装置以及压缩空气的存贮、 净化的辅助装置。它为系统提供合乎质量要求的压缩空 气。
执行元件 将气体压力能转换成机械能并完成做功动作 的元件，如气缸、气马达。
控制元件 控制气体压力、流量及运动方向的元件，如 各种阀类；能完成一定逻辑功能的元件，即气动逻辑元 件；感测、转换、处理气动信号的元器件，如气动传感 器及信号处理装置。
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气体的流动规律
一、气体流动的基本方程
1.连续性方程 气体在管道内流动，根据质量守恒，通过流管任意截面的 气体质量都相等（推导过程略） 有： ρ1v1A1＝ ρ2v2A2 2.动量方程 （根据作用在流动气体上的力对气体的冲量和流动气体动量 增量相等的动量定律可推导，过程略） 当ρ＝常数（不可压缩） → v2/2+p/ ρ＝常数 （伯努力方程） 推导中，有：欧拉运动方程：vdv+dp/ ρ=0 3.能量方程 dh＋d(v2/2)=0 kRT/(k-1)+v2/2=常气流横向速度的影响，认为在垂直流动方向 的任意截面上，各点的气流参数（压力、温度、密度、速度 等）相同，并等于该截面上各点的平均值。这种管流称为一 维流动。若截面上各点参数又不随时间而变化，则称为一维 定常流动。 流动过程的描述： 速度 密度 温度 压力 粘度 热量 求解方程组： 连续性方程 动量方程 能量方程 状态方程 牛顿内摩擦定律 热传导方程
气体的流动规律
二、气体流动参数
1.声速：声波在空气中传播的速度 声速推导过程 连续性方程（） 动量方程（） 状态方程（） → a2＝kRT 其中：k＝1.4 R＝287.1J/kgK T＝298K →a＝340m/s
气体的流动规律
2.马赫数 速度与声速之比。Ma＝ｖ/a 3.管道流动 流动参数和管道截面积变化的关系方程组（） 分析： 当M＜1 亚声速流动 A↑ → A↓ → 当M＞1 超声速流动 A↑ → A↓ → 当M＝1 → （）