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常温下氧分子的自由度 12kT表示什么物理量(大学物理气体运动理论)

2020-10-03知识11

为什么“一般在常温下,气体分子都近似看成是刚性分子,振动自由度可以不考虑。”? “一般在常温下,气体分子都近似看成是刚性分子,振动自由度可以不考虑。这个说法不准确,常温下振动自由度可以不考虑,并不是此时气体分子近似为刚性分子(低温下都存在振动)。只是振动和平动不同是量子化的,常温下振动能级不会发生跃迁(分子平动能太小,不足以在相互碰撞时引起振动状态变化),因而对内能的变化没有贡献,进而对热容量没有贡献,因此必须加以扣除(而不是可考虑可不考虑)。“我记得高温下振动自由度就得算”,正确!高温下振动能级可发生跃迁,对内能变化有贡献,必须考虑。“高温下,分子距离不就更远了吗?振动是分子内部的事情,与分子间距没有直接联系。

常温下氧分子的自由度 1\/2kT表示什么物理量(大学物理气体运动理论)

氧分子的热力学自由度为什么是5 ? 分为平动自由度,振动自由度,转动自由度。平动,在三维空间,具有xyz三个变量,所以三个自由度。转动,利用球坐标,把双原子等效为一根棒,固定棒的一端在原点,所以另一端有两个角度的变量,r不算,r是振动自由度的,所以只有thita和fai(手机打不出来)两个变量,所以两个自由度。最后说一下振动自由度,量子力学可以证明常温下分子的振动可以忽略,所以不算。最后3+2=5

常温下氧分子的自由度 1\/2kT表示什么物理量(大学物理气体运动理论)

1/2kT表示什么物理量(大学物理气体运动理论) 它表示气体每个分子的平均能量均分到每个自由度上的能量.(比如氧分子,有3个平动自由度,2个转动自由度,共5个自由度,故每个氧分子的平均能量为5/2kT;注意,常温下,氧分子的2个振动自由度因量子力学的原因是“冻结”的,不算)k是玻尔兹曼常数,T是气体温度.

常温下氧分子的自由度 1\/2kT表示什么物理量(大学物理气体运动理论)

分子的自由度? 自由度是物体运动方程中可以2113写成的独立坐标5261数,单原子分子4102有3个自由度,双原子,三原子不考虑振动相当1653于刚体,分别有5个(3平2转)、6个自由度(3平3转),考虑振动后,双原子加1个,三原子加2个。[2](1)单原子分子:如氦He、氖Ne、氩Ar等分子只有一个原子,可看成自由质点,所以有3个平动自由度 i=t=3。(2)刚性双原子分子如氢、氧、氮、一氧化碳CO等分子,两个原子间联线距离保持不变。就像两个质点之间由一根质量不计的刚性细杆相连着(如同哑铃),确定其质心O’的空间位置,需3个独立坐标(x,y,z);确定质点联线的空间方位,需两个独立坐标(如α,β),而两质点绕联线的的转动没有意义。所以刚性双原子分子既有3个平动自由度,又有2个转动自由度,总共有5个自由度 i=t+r=3+2=5。(3)刚性三原子或多原子分子:如 H2O、氨 等,只要各原子不是直线排列的,就可以看成自由刚体,共有6个自由度,i=t+r=3+3=6。(4)对于非刚性分子,由于在原子之间相互作用力的支配下,分子内部还有原子的振动,因此还应考虑振动自由度(以S 表示)。如非刚性双原子分子,好像两原子之间有一质量不计的细弹簧相连接,则振动自由度 S=1。一般在常温下,气体。

温度为27℃时,1mol氧气具有多少平动动能?多少转动动能?答:室温下氧分子的平动自由度数t=3,转动自由度数r=2.根据能均分定理,1mol氧气的平动动能为

氧气分子的自由度是多少? 应该是5.刚性双原子分子如氢、氧、氮、一氧化碳CO等分子,两个原子间联线距离保持不变。就像两个质点之间由一根质量不计的刚性细杆相连着(如同哑铃),确定其质心O’的空间位置,需3个独立坐e799bee5baa6e997aee7ad94e4b893e5b19e31333363396433标(x,y,z);确定质点联线的空间方位,需两个独立坐标(如α,β),而两质点绕联线的的转动没有意义。所以刚性双原子分子既有3个平动自由度,又有2个转动自由度,总共有5个自由度 i=t+r=3+2=5。分子自由度是物体运动方程中可以写成的独立坐标数,单原子分子有3个自由度,双原子,三原子不考虑振动相当于刚体,分别有5个(3平2转)、6个自由度(3平3转),考虑振动后,双原子加1个,非线性加3个,线性加四个。1)单原子分子:如氦He、氖Ne、氩Ar等分子只有一个原子,可看成自由质点,所以有3个平动自由度 i=t=3。(2)刚性双原子分子如氢、氧、氮、一氧化碳CO等分子,两个原子间联线距离保持不变。就像两个质点之间由一根质量不计的刚性细杆相连着(如同哑铃),确定其质心O'的空间位置,需3个独立坐标(x,y,z);确定质点联线的空间方位,需两个独立坐标(如α,β),而两质点绕联线的的转动没有意义。所以刚性双原子分子既有3个。

热力学第一定律中,等体过程的公式中i/2的i是什么,还说氧气的i等于5, 没记错的话,热力学第一定律是:能量守恒.或者质能守恒.如果说氧气的 i=5,应该是指氧气分子的自由度吧?能量均分定理里面,有这个概念。氧气分子本身有 3 个平动自由度,2 。

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