Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Закон сохранения энергии в термодинамике 1 90.59kb.
Исследование распределения энергии в спектре лампы накаливания. 1 76.11kb.
Закон сохранения энергии в механических явлениях 1 42.04kb.
Закон сохранения и превращения энергии (первое начало термодинамики) 1 73.74kb.
Решение. Построим многоугольник распределения данной случайной величины. 1 26.39kb.
Задания для учеников 7-ого класса 1 237.27kb.
Закона «О свободе совести и о религиозных объединениях» 1 66.18kb.
Закон об учреждениях и органах 1 423.38kb.
1. Важнейшие понятия и законы химии 1 143kb.
«Изучение закона сохранения механической энергии» 1 70.27kb.
Лабораторная работа №2 Машина Атвуда Цель работы : исследование равномерного... 1 49.78kb.
Методические указания к лабораторной работе №9 Волгоград 2010 (076. 1 109.52kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы - страница №1/1





3. Термодинамика

3.1. Внутренняя энергия. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы
Внутренняя энергия U - энергия хаотического (теплового) движения микрочастиц системы (молекул, атомов, электронов, ядер и т.д.) и энергия взаимодействия этих частиц.
К внутренней энергии не относится кинетическая энергия движения системы как целого и потенциальная энергия системы во внешних полях.
Внутренняя энергия - однозначная функция термодинамического состояния системы, т.е. в каждом состоянии система обладает вполне определенной (единственной) энергией.
Внутренняя энергия не зависит от того, как система пришла в данное состояние: при переходе из состояния (1) в состояние (2) изменение внутренней энергии U определяется только разностью значений внутренней энергии этих состояний

U = U1 - U2

и не зависит от пути перехода.

Число степеней свободы системы i - это число независимых переменных (координат), полностью определяющих положение системы в пространстве:


  • Одноатомная молекула идеального газа имеет три степени свободы поступательного движения i=3.

  • Двухатомная молекула идеального газа имеет три степени поступательного движения и две степени свободы вращательного движения i=5.

  • Трехатомная молекула (и вообще нелинейная многоатомная молекула) идеального газа имеет три степени поступательного движения и три степени вращательного движения i=6.

  • Для реальных молекул следует учитывать также степени свободы колебательного движения.

  • Независимо от числа степеней свободы молекул три степени свободы всегда поступательные; ни одна из поступательных степеней свободы не имеет преимущества перед остальными.


Закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул:

для системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная , а на каждую колебательную степень - в среднем энергия, равная kT

(на колебательную степень свободы приходится не только кинетическая энергия, но и потенциальная, причем средние значения кинетической и потенциальной энергий одинаковы).
Таким образом, средняя энергия молекулы

,

i = iпост + iвращ + 2iколеб.

iпост – число поступательных степеней свободы молекулы,

iвращ - число вращательных степеней свободы молекулы,

iколеб – число колебательных степеней свободы молекулы
Для идеального газа i совпадает с числом степеней свободы молекулы.

Внутренняя энергия 1 моль идеального газа равна сумме кинетических энергий NA молекул

, (3.1)

и изменение внутренней энергии 1 моль идеального газа



(3.2)

(молекулы между собой не взаимодействуют и поэтому взаимная потенциальная энергия молекул газа равна нулю).


Внутренняя энергия произвольной массы m идеального газа

, (3.3)

М - молярная масса (масса одного моля),



- количество вещества.




Да, я еврей, и когда предки моего достоуважаемого оппонента были дикарями на никому не известном острове, мои предки были священниками в храме Соломона. Бенджамин Дизраэли в полемик
ещё >>