Теплоёмкость идеального газа

Теплоёмкость идеального газа

Теплоёмкость идеального газа - это отношение количества теплоты, сообщённого газу к изменению температуры которое при этом произошло, позволяет вычислить значения молярной теплоёмкости для идеального газа газов через значение универсальной газовой постоянной исходя из уравнения и предположения, что молекулы газа не взаимодействуют между собой. Теплоёмкость идеального газа(Т), численность , съедаемой туловищем при нагревании на 1 градус; поточнее - известие численности , съедаемой туловищем при нескончаемо маленьком изменении его температуры, к данному изменению. Удельная препарата - единицы массы предоставленного препарата (г, кг). Единицы измерения -- Дж/(кг К). Молярная препарата - 1 моля предоставленного препарата. Единицы измерения -- Дж/(моль К). Численность , поглощённой туловищем при изменении его состояния, находится в зависимости никак не лишь от исходного и окончательного состояний (в частности, от их температуры), однако и от метода, коим был совершен процесс перехода меж ними. Поэтому от метода нагревания тела находится в зависимости и его . Традиционно распознают при неизменном размере (Cv) и при неизменном давлении Теплоёмкость идеального газа молярная в процессах определить удельная , ежели в процессе нагревания поддерживаются неизменными поэтому его размер либо влияние. При нагревании при неизменном давлении дробь идёт на создание работы расширения тела, а дробь -- на повышение его внутренней энергии, тогда как при нагревании при неизменном размере вся используется лишь на повышение внутренней энергии; в взаимосвязи с сиим cp постоянно более, нежели cv. Для (разреженных так, будто их разрешено полагать безупречными) разницу мольных одинакова cp -- cv = R, в каком месте R - всепригодная неизменная, одинаковая 8,314дж/(мольЧК), либо 1,986 кал/(мольЧград). У жидкостей и жестких тел отличалка меж Ср и Cv сравнимо малюсенька. Абстрактное вычисление , в частности ее зависимости от температуры тела, никак не имеет возможность существовать было совершено с поддержкою кристально термодинамических способов и просит внедрения способов статистической физики. Для вычисление объединяется к вычислению средней энергии перемещения отдельных молекул. Наверное перемещение формируется из поступательного и вращательного перемещений молекулы как цельного и из шатаний атомов снутри молекулы. Сообразно традиционной статистике (то имеется статистической физике, основанной на традиционной механике), на любую ступень свободы поступательного и вращательного перемещений приходится в мольной (Cv) размер, одинаковая. R /2; а на любую колебательную ступень свободы - R, наверное верховодило именуется равнораспределения законодательством. Частичка одноатомного владеет только 3-мя поступательными ступенями свободы, поэтому чему его обязана сочинять R [то имеется возле 12,5 дж/КмольЧ К), либо 3 кал/(мольЧград)], будто отлично согласуется с экспериментом. Молекула двухатомного владеет 3-мя поступательными, 2-мя вращательными и одной колебательной ступенями свободы, и закон равнораспределения приводит к значению Cv = R; меж тем эксперимент указывает, будто двухатомного (при обыденных температурах) сочиняет только R. Наверное несоответствие доктрине с опытом соединено с тем, будто при вычислении нужно учесть квантовые результаты, то имеется воспользоваться статистикой, основанной на квантовой механике. Сообразно квантовой механике, каждая система частиц, совершающих шатания либо вращения (в том количестве молекула имеет возможность владеть только явными дискретными значениями энергии. Ежели энергия перемещения в системе мала для побуждения шатаний конкретной частоты, то данные шатания никак не вносят собственного взноса в системы (соответственная ступень свободы как оказалось "замороженной" - к ней неприменим закон равнораспределения). Температура Т, при достижении которой закон равнораспределения как оказалось применимым к вращательной либо колебательной ступени свободы, ориентируется квантово-автоматическим соответствием T >> hv/k (v -- гармоника шатаний, h - Палка неизменная, k - Больцмана неизменная). Интервалы меж вращательными уровнями энергии двухатомной молекулы (деленные на k) сочиняют только некоторое количество градусов и только для таковой нетяжелой молекулы, как молекула водорода, добиваются сотки градусов. Потому при обыденных температурах вращательная дробь двухатомных (а еще многоатомных) покоряется закону равнораспределения. Интервалы ведь меж колебательными уровнями энергии добиваются нескольких тыщ градусов и потому при обыденных температурах закон равнораспределения совсем неприменим к колебательной доли Вычисление сообразно квантовой статистике приводит к тому, будто колебательная скоро убывает при снижении температуры, устремляясь к нулю. Сиим разъясняется то событие, будто теснее при обыденных температурах колебательная дробь фактически отсутствует и двухатомного одинакова R заместо R. При довольно невысоких температурах вообщем обязана рассчитываться с поддержкою квантовой статистики. Как как оказалось, убывает с снижением температуры, устремляясь к нулю в гармонии с этак именуемым принципом Нернста (3 истоком термодинамики). В жестких (кристаллических) телах перемещение атомов дает собой небольшие шатания поблизости конкретных положений баланса (узлов кристаллической сетки). Любой атом владеет, таковым образом, 3-мя колебательными ступенями свободы и, сообразно закону равнораспределения, мольная жесткого тела кристаллической сетки) обязана существовать одинаковой 3nR, в каком месте n - количество атомов в молекуле. В реальности, но, наверное смысл - только граница, к коему устремляются жесткого тела при больших температурах. Он достигается теснее при обыденных температурах у почти всех частей, в том количестве металлов (n = 1, этак именуемый Дюлонга и Пти закон) и у неких обычных соединений [NaCI, MnS (n = 2), PbCl2 (n = 3) и др.]; у трудных соединений данный граница практически ни разу никак не достигается, т. к. еще ранее начинается таяние препарата либо его деление Теплоёмкость идеального газа молярная в процессах определить удельная .