Внутренняя энергия многоатомного газа
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

равна сумме кинетических энергий его молекул (так как потенциальная энергия взаимодействия молекул идеального газа равна нулю) .

Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы: на каж­дую степень свободы молекулы в среднем приходится одинаковая кинетическая энергия, равная

,

Числом степеней свободы механической системы называется количество независимых величин, с помощью которых может быть задано положение молекулы в пространстве.

В механике определяется поступательное, вращательное и колебательные движения.

1)Одноатомная молекула газа движется только поступательно, поэтому: i =3.

2)Двухатомная молекула газа с жесткой связью может двигаться не только поступательно (i п =3), но и совершать вращательные движение вокруг осей О11 и О22 (i вр =2). Следовательно,

i = i п + i вр =3+2=5.

3)Трех атомная молекула газа (многоатомная молекула) имеет i =6 степеней свободы.

 


Внутренняя энергия многоатомного газа

Покажем это. Внутренняя энергия идеального газа представляет собой кинетическую энергию всех видов движения его частиц

.

Теплоемкости газов =  - молярная теплоемкость газа при постоянном объеме.

и =  -  молярная теплоемкость газа при постоянном давлении.

Покажем это. Молекулы газа имеют i степеней свободы, и . Исходя из Iзакона термодинамики , для изохорного процесса , , т.е. . Для одного моля . = = . Согласно формуле Майера = + = = .

Закон распределения молекул идеального газа по скоростям (закон распределения Максвелла)

определяет, какое число dN молекул однородного одноатомного идеального газа из общего числа N его молекул в единице объема имеет при данной температуре скорости, заключенные в интервале от  до .

 Закон применим для газов в состоянии термодинамического равновесия.

Распределение молекул такого газа по скоростям является стационарным.

 
Распределение устанавливается в результате парных столкновений хаотически движущихся молекул газа. При этом распределение молекул по объему сосуда является равномерным - плотность газа постоянна.

Функция распределения Максвелла может быть представлена в виде:

 

Из кривых распределения молекул по скоростям при различных температурах Т123 видно, что

с повышением температуры наиболее вероятная скорость молекул возрастает, а доля мо­лекул, обладающих этой скоростью, уменьшается.

Для функции Максвелла выполняется соотношение: .

 
Характеристические скорости

Наиболее вероятная скорость: . Наиболее вероятной будет скорость, отвечающая максимуму . Ее значение находят, приравняв производную .

Средняя квадратичная скорость моле­кул: = .

Средняя арифметическая скорость: .


Дата: 2019-04-23, просмотров: 171.