Степени свободы молекул. Работа расширения газа

Молекулы – системы материальных точек, которые совершаютпоступательные, вращательные и колебательные движения.

Число независимых координат, которые полностью определяют положение тела в пространстве – число степеней свободы.

При движении точки в одной плоскости по прямой линии необходимо знать 1 координату, т.е. точка имеет 1 степень свободы. Если точка движется в плоскости произвольно ее положение определяют 2 координатами…

Положение точки в пространстве определяют 3 координатами, одноатомные молекулы обладают числом степеней свободы, равное 3. Для двухатомной молекулы к 3 координатам добавляется вращение вокруг 2 осей, и число степеней свободы = 5.

Закон распределения энергии: статически, в среднем на каждую степень свободы приходится одинаковая энергия, равная ½ КТ, таким образом средняя кинетическая энергия любой молекулы: Е_к = ½ КТi = i/2 КТ

Работа расширения газа

Если система расширяется, V увеличивается и внешняя работа считается положительной, т. е. тело совершает работу против внешних сил, а если система/тело сжимаются, то внешние силы совершают работу над ними и работа отрицательна.

При изохорическом процессе V = const и внешняя работа = 0.

При изобарическом процессе работа определяется: A = p(V₂-V₁)

При изотермическом процессе:

A =

Теплоемкость

Связана с процессами нагрева и охлаждения веществ. Бывает молярная и удельная.

Теплота, переданная телу:

, - увеличение t°, c – удельная теплоемкость.

Удельная теплоемкость – величина, численно равная теплоте, которую необходимо сообщить единице массы тела для увеличения t° на 1° Кельвина.

Молярная теплоемкость – количество теплоты, которую необходимо затратить на нагревание 1 моля на 1° Кельвина.

C = , (C – молярная теплоемкость)

Для идеальных газов C зависит от вида процесса:

· Изобарический: Ср = R( +1)

· Изохорический: Cv =

Изохорический наиболее энергетически выгоден.

Поиск по сайту: