2. Теплоёмкость идеального газа. Уравнение Майера


Закон о равномерном распределении энергии по степеням свободы



бет4/5
Дата11.07.2023
өлшемі401 Kb.
#104206
1   2   3   4   5
4. Закон о равномерном распределении энергии по степеням свободы
  • Итак, средняя энергия приходящаяся на одну степень свободы равна
  • (22.31)
  • Но у одноатомной молекулы i = 3, тогда для одноатомных молекул
  • (22.32)
  • для двухатомных молекул Ек = (22.33)
  • для трёхатомных молекул
  • (22.34)
    • Но на среднюю кинетическую энергию молекулы, имеющей i-степеней свободы приходится
    • (22.35)
    • Это и есть закон Больцмана о равномерном распределении средней кинетической энергии по степеням свободы.
    • При этом: для двухатомных молекул:
    • для трехатомных молекул:
    • В общем случае, для молярной массы газа
    • (22.36)
    • (22.37)
    • (22.38)
    • Для произвольного количества газов:
    • (22.39)
    • (22.40)
    • Рис. 22.4
    • Для одноатомных газов это выполняется в очень широких пределах, а для двухатомных газов только в интервале от 1001000 К. Отличие связано с проявле-нием квантовых законов. При низких температурах вра-щательное движение как бы «вымерзает» и двухатом-ные молекулы движутся поступательно, как одноатом-ные. При увеличении температуры, когда Т > 1000 К, начинают сказываться колебания атомов молекулы вдоль оси z (атомы в молекуле связаны не жёстко, а как бы на пружине).
    • Одна колебательная степень свободы несёт так как при этом есть и кинетическая и потенциальная энергия, то есть появляется шестая степень свободы - колебательная. При температуре равной 2500 К моле-кулы диссоциируют. На диссоциацию молекул тратится энергия раз в десять превышающая среднюю энергию поступательного движения. Это объясняет сравни-тельно низкую температуру пламени. Кроме того, атом – сложная система, и при высоких температурах начи-нает сказываться движение электронов внутри его.
    1   2   3   4   5




    ©emirsaba.org 2024
    әкімшілігінің қараңыз

        Басты бет