Cтраница 3
Однако, как указывалось выше, практически при всех температурах для всех газов, кроме водорода, вращательная теплоемкость правильно описывается законом распределения по степеням свободы. Поэтому квантовая теория вращательной теплоемкости представляет интерес лишь при рассмотрении теплоемкости водорода. [31]
Отметим, что понятия высокой температуры для колебаний и вращений отнюдь не совпадают. По отношению к вращательной теплоемкости кислорода температура должна быть выше 10 К, чтобы считаться высокой, а по отношению к колебательной теплоемкости высокой будет температура, большая 2000 К. [32]
Обычные температуры для вращательного движения являются высокими, поскольку 6вр не превышает нескольких десятков К. Температурная область, в которой вращательная теплоемкость заметно отличается от классического значения, наибольшая для водорода. [33]
Так как энергетические состояния у орто - и парамолекул различны, то вращательные теплоемкости модификаций и связанные с теплоемкостью свойства ( например, теплопроводность) должны быть различны. Ввиду того, что вырождение вращательной теплоемкости доступно для наблюдения у водорода ( см. гл. XII), то впервые орто - и парамодификации были обнаружены у водорода. [34]
Так как энергетические состояния у орто - и парамоле-кул различны, то вращательные теплоемкости модификаций и связанные с теплоемкостью свойства ( например, теплопроводность) должны быть различны. Ввиду того, что вырождение вращательной теплоемкости доступно для наблюдения у водорода ( см. гл. XIII), то впервые орто-и парамодификации были обнаружены у водорода. [35]
Так как вращательные уровни молекул ортпо-водорода и ортпо-дейтерия или пара-водорода и пара-дейтерия различаются, то ясно, что ниже 10 К изотопный эффект вращательной теплоемкости дейтерия обусловлен не только различием соответствующих моментов инерции ( масс ядер), но и различием ядерных спинов. В связи с этим интересно сопоставить вращательные теплоемкости трития и водорода, у которых спины ядер одинаковы. [36]
У какого из двух газов, На Ю или Н216О, больше вращательная теплоемкость. Прэдполагается, что температура этих газов одинакова и не превышает ту, при которой вращательные состояния полностью возбуждены. Как отличались бы вращательные теплоемкости этих двух газов при температуре более высокой, чем указанная. [37]
Для водорода, по квантовой теории, вращательная теплоемкость должна изменяться в интервале 50 - 300 К от нуля до предельного значения R, соответствующего классической теории. В случае более тяжелого дейтерия вращательная теплоемкость уже при 200 К практически не отличается от классического значения. Таким образом выше 300 К вращательная теплоемкость, вычисленная по квантовой теории, для всех газов без исключения не отличается от классических значений и, как указано выше, может быть принята равной R и 3 / 2 R для линейных и нелинейных молекул соответственно. [38]
Для водорода, по квантовой теории, вращательная теплоемкость должна изменяться в интервале 50 - 300 К от нуля до предельного значения R, соответствующего классической теории. В случае более тяжелого дейтерия вращательная теплоемкость уже при 200 К практически не отличается от классического значения. Таким образом выше 300 К вращательная теплоемкость, вычисленная по квантовой теории, для всех газов без исключения не отличается от классических значений и, как указано выше, может быть принята равной R и 3 / 2 R для линейных и нелинейных молекул соответственно. [39]
Переходы между пара - и ортосостояниями молекул водорода [ как и между пара - и ортогелием ( см. лекцию 31)) запрещены, так что эти состояния не смешиваются. Так как полный ядерный спин параводородного атома равен нулю, ему соответствует лишь одна ( нулевая) проекция на выделенную ось; в случае ортоводорода возможны три проекции ( 1, 0 и - 1), так как полный ядерный спин в этом случае равен единице. Это обстоятельство приводит к важным следствиям, отлично подтверждаемым экспериментом. Именно таково, например, соотношение интенсивностей соответствующих линий вращательных спектров молекулярного водорода. Только таким распределением удается объяснить также поведение вращательной теплоемкости газообразного водорода Н2 при низких температурах. Эти эффекты представляют собой весьма наглядные макроскопические проявления таких своеобразных квантовых законов, как принцип Паули, запреты переходов и, наконец, наличие спина у протона. Конечно, и здесь существует ( весьма малая) вероятность переходов между пара-и ортосостояниями, приводящая к появлению слабых спектральных линий. [40]