Механика и молекулярная физика. Ковалева Г.Е - 79 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СтГАУ | Ставрополь

Составители: 

Рубрика: 

79
в
Рисунок 10.1.
Число степеней свободы
молекул
вращательные степени свободы: i
2
= 5. Трёхатомную
молекулу представим в виде трёх шариков жёстко
связанных друг с другом. Такие молекулы имеют три
поступательные и три вращательные степени свободы
i
3
= 6. У молекул, состоящих из большого числа
атомов, могут появляться колебательные вдоль осей
координат степени свободы (рис. 10.1.в).
Максимальное число степеней свободы молекулы — i = 9. Средняя
кинетическая энергия одноатомного газа . Так как все степени
свободы молекул равноправны и равновероятны, то есть ни одна из них не
имеет преимуществ перед другими, то можно утверждать, что на одну
степень свободы молекулы приходится энергия (10.1) Уравнение
(10.1) является законом распределения энергии по степеням свободы.
Значит, энергия молекулы, имеющей i
степеней свободы, будет:
. Тогда для внутренней энергии U получим: (10.2)
В термодинамике нас будет чаще интересовать не само значение
внутренней энергии, а её изменение. Так как для данной массы газа –
величина постоянная, то или в дифференциальном виде
(10.3)
Работа и количество теплоты, как меры изменения внутренней
энергии
Опыт показывает, что внутреннюю энергию системы можно изменить
двумя способами – совершая над ней механическую работу, или, передавая
ей некоторое количество теплоты. При этом одинакового результата можно
добиться любым из этих способов. Причём впоследствии определить каким
образом произошло это изменение, будет совершенно невозможно. В этом
Рисунок 10.2.
К определению работы
состоит
эквивалентность
работы и количества
теплоты. Определим работу газа по перемещению
поршня в цилиндре на расстояние
dh
(рис. 10.2).
По определению работы,
dhFdA
, где F – сила,
с которой газ действует на поршень. Но
SpF
,
где S – площадь поверхности поршня, на которую
действует газ. Тогда для работы газа получим:

Страницы