§2.2. Число степеней свободы и средняя энергия молекул
Средняя кинетическая энергия молекул газа при температуре Т зависит от их структуры, что связано с возможностью различных видов движения атомов в молекуле. Средняя кинетическая энергия молекул гелия (He) равна …
1)
2)
3)
4)
Решение: Средняя
кинетическая энергия молекул газа
определяется соотношением
В отличие от идеального газа для молекул реальных газов необходимо учитывать степени свободы колебательного движения. Поскольку между молекулами реального газа не существует жесткой связи. В нашем случае гелий является одноатомным газом и для его молекул число степеней свободы равно 3. Ответ: вариант 2. |
,
где
-
сумма числа поступательных, числа
вращательных и удвоенного числа
колебательных степеней свободы
молекулы, т.е. число независимых
переменных (координат), полностью
определяющих положение системы в
пространстве:
(1)
-
для молекул одноатомного газа, которую
рассматривают как материальную точку,
которой приписывают три степени
свободы поступательного движения.
-
для молекул двухатомного газа, которые
кроме трех степеней свободы
поступательного движения имеет еще
две степени свободы вращательного
движения вокруг каждой из них.
-
для молекул газа состоящих из трех и
более атомов: три поступательного и
три вращательного движения.
Средняя кинетическая
энергия молекулы идеального газа при
температуре T
равна
.
Здесь
,
где
,
и
–
число степеней свободы поступательного,
вращательного и колебательного движений
молекулы. Для атомарного водорода число
i
равно …
1) 1 2) 5 3) 7 4) 3
Решение: У атомарного водорода молекулы состоят из одного атома. Поэтому его молекулы обладают числом степеней свободы равное 3. Ответ: вариант 4. |
Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре T равна . Здесь , где , и – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для водорода (Н2) число i равно …
1) 7 2) 5 3) 2 4) 8
Решение: По условию задачи имеет место, водород молекулы которого состоят из двух атомов. Для двухатомного газа число степеней свободы составляет 5. Ответ: вариант 2. |
Средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа при температуре T равна . Здесь , где , и – число степеней свободы поступательного, вращательного и колебательного движений молекулы. При условии, что имеют место только поступательное и вращательное движение, для водяного пара (Н2O) число i равно …
1) 8 2) 6 3) 3 4) 5
Решение: По условию задачи имеет место, водяной пар, молекулы которого состоят из двух атомов водорода и одного атома кислорода. В сумме дают число 3. Для трехатомных молекул газа число степеней свободы равно 6. Ответ: вариант 2. |