7 дәріс Тақырып: Идеал газдың ішкі энергиясы және молекуланың еркіндік дәрежесі. Дәріс мазмұны
жүктеу/скачать 33.41 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Газдардың жылу сыймыдылық теориясы.
|
№7 дәріс Тақырып: Идеал газдың ішкі энергиясы және молекуланың еркіндік дәрежесі. Дәріс мазмұны: Газдардың жылу сыймыдылық теориясы. Газдардың жылу сыймыдылық теориясы. Молекуланың орташа энергиясы: (64) Молекуланың тек ілгерілемелі қозғалысының энергиясын ғана көрсетеді. Алайда молекулалардың ілгерілемелі қозғалысымен қатар, олардың айналуы және қозғалысына қатысатын атомдардың тербелуі де мүмкін. Мұндай қозғалыстың екі түрі бір энергия қорымен байланысты болады. Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелері деп жүйенің орнын анықтауға мұмкіндік беретін тәуелсіз шамалардың жиынтығын айтамыз. Материалдық нүктенің кеңістіктегі орны оның үш координаттарының мәндермен анықталады. Осыған сәйкес материалдық нүктенің үш еркіндік дәрежесі i=3 болады. Газдардың жылу сыйымдылығын өлшегенде атомдарды материалдық нүктелер деп есептеуге болады. Демек бір атомды молекулаға үш ілгерілемелі еркіндік дәрежесін (i=1), екі атомды молекулаға үш ілгерілемелі және екі айнымалы еркіндік дәрежесін (i=5), ал үш атомды молекулаға – үш ілгерілемелі, екі айналмалы және бір тербелмелі еркіндік дәрежесін (i=6) жазуға болады. Молекуланың еркіндік дәрежелерінің саны қанша болса да, оның үшеуі де міндетті түрде ілгерілемелі болады. Сондықтан дәреже мәнінің біріне (kT/2-ге) тең бірдей энергия келуі керек: Сол сияқты қозғалыстың ілгерілемелі, айналмалы және тербелмелі, қандай түрі болмасын, кез келген еркіндік дәрежесіне орта есеппен (kT/2-ге) тең бірдей энергия келуі тиіс. Осы айтылған тұжырым энергияның еркіндік дәрежелері бойынша біркелкі таралу жайлы ереженің мазмұны болып табылады. Бір молекуланың орташа энергиясы: (65) Мұндағы I – ілгерілемелі, айналмалы және екі еселенген тербелмелі еркіндік дәржелері сандарының қосындысы, ол: I=nілг+nайн+2nтерб (66) Идеал газдар теориясында молекулалардың өзара әсерлесу кзіндегі потенциалдық энергиясы нөлге тең болады. Сондықтан идеал газдың ішкі энергиясы оның барлық молекулаларының қозғалысының кинетикалық энергиясы арқылы өрнектеледі. Идеал газдың молекулалары өте жақын қашықтықта әсерлесетін болғандықтан, газдың ішкі энергиясы жеке молекулалардың энергиясының қосындысынан тұрады. Демек идеал газдың 1 молінің ішкі энергиясы Авогадро санын бір молекуланың орташа энергиясына көбейткенге тең болады: Мұндағы: Больцман тұрақтысы k=R/NA десек, онда ішкі энергия: (67) (68) (68a) Бұл өрнектен тұрақты көлемде идеал газдың жылу сыйымдылығы газ күйінің параметрлерінеғ әсіресе, температураға тәуелсіз тұрақты шама екені көрінеді. Тұрақты қысымдағы жылу сыйымдылығын Майердің теңдеуінен табуға болады: Cp=CV+R= Cp= (69) γ= (70) жүктеу/скачать 33.41 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|