Закон - равнораспределение
Cтраница 3
Какая средняя энергия приходится в состоянии термодинамического равновесия при температуре Т на одну: а) поступательную; б) вращательную; в) колебательную степень свободы в соответствии с классическим ( не квантовым) законом равнораспределения. Почему колебательная степень свободы энергетически в два раза более емкая, чем поступательная и вращательная степени свободы. [31]
Статистические закономерности приводят к закону равнораспределения кинетической энергии по степеням свободы, что открывает, в частности, возможность расчета теплоемкостей газов и твердых тел. Отступления от закона равнораспределения, безусловно справедливого в рамках классической физики, объясняются проявлением квантовомеханических закономерностей. [32]
Второй член по закону равнораспределения равен & БТ. [33]
Теплоемкость газа, подчиняющегося закону равнораспределения, постоянна в широкой области температур. [34]
Закон равнораспределения является следствием из распределения Больцмана для заселенности энергетических уровней при тепловом равновесии и предположения, что рассматриваемые виды движения являются классическими. Когда виды движения квантованы, закон равнораспределения теряет силу, поэтому он неприменим ни к колебаниям молекулы, ни к вращениям небольших молекул при низких температурах. [35]
Теорема Нернста получает естественное объяснение в квантовой теории. Во-первых, снимается противоречие с законом равнораспределения, который требовал постоянства теплоемкости, по крайней мере, теплоемкости при постоянном объеме. [36]
Чем же объяснить такие закономерности, относящиеся к величинам теплоемкости двух - и многоатомных газов. Ответ на этот вопрос дает так называемый закон равнораспределения. [37]
Согласно закону распределения каждая поступательная и вращательная степень свободы молекулы дает в молярную изохорную теплоемкость вклад, равный RI2, а каждая возбужденная колебательная - вклад, равный R. При учете поступательных и вращательных степеней свободы и пренебрежении колебательными закон равнораспределения дает для молярных изохорной с0 и изобарной Ср теплоемкостей, Дж / ( моль - К): с 1 5 R; ср2 5 R - для одноатомного газа; Со 2 5 R; cp 3 5 R - для двухатомного газа; св3 R; cp4 R - для многоатомного газа. [38]
Очень логичная и глубоко обоснованная классическая теория теплоемкости, базирующаяся на законе равнораспределения, в некоторых случаях не выдерживает экспериментальной проверки. [39]
Для гармонического осциллятора, как известно из механики, средние значения кинетической и потенциальной энергии равны между собой. Следовательно, если в молекуле возбуждены гармонические колебания атомов, то по закону равнораспределения на каждую колебательную степень свободы приходится kT / 2 в виде кинетической энергии и / г772 в виде потенциальной. Для ангармоничных ( не гармонических) колебаний это неверно. [40]
Для гармонического осциллятора, как известно из механики, средние значения кинетической и потенциальной энергии равны между собой. Следовательно, если в молекуле возбуждены гармонические колебания атомов, то по закону равнораспределения на каждую колебательную степень свободы преходится kT / 2 в виде кинетической энергии и kT / 2 в виде потенциальной. Для ангармоничных ( не гармонических) колебаний это неверно. [41]
Из предположения о том, что взвесь подчиняется закону Вант-Гоффа, и из закона равнораспределения следует, что средний квадрат мгновенной скорости i 2 равен 3RT / / mN, где га - масса частицы взвеси. [42]
 |
Модели молекул. а - одноатомной. б-двухатомной. в - трех4. [43] |
Хорошее согласие теоретических и экспериментальных значений теплоемкости многоатомных газов доказывает справедливость сделанного при выполнении расчетов предположения о равном распределении энергии по степеням свободы движения. Такое распределение энергии по степеням свободы строго доказывается в моле-кулярнс-кинетической теории и называется законом равнораспределения. [44]
Эти соотношения хорошо выполняются для одноатомных газов, хуже для двухатомных и плохо для многоатомных. Теплоемкость двух - и многоатомных газов при низкой температуре меньше, чем следует из закона равнораспределения, вследствие уменьшения вклада вращательных степеней свободы. При высокой же температуре теплоемкость этих газов больше, чем следует из закона равнораспределения, вследствие термического возбуждения колебательных степеней свободы и частичной диссоциации молекул. [45]
Страницы: 1 2 3 4