Механика, молекулярная физика и термодинамика. Полицинский Е.В. - 165 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ (Механика, МКТ, термодинамика) Полицинский Е.В.
165
Так на участке 1-1′
3
2
V
С
R
=
⋅
. Это означает, что молекула ведет себя
как система, обладающая только поступательными степенями свободы.
На участке 2-2′
5
2
V
С R
= ⋅
, следовательно, при температурах, соответ-
ствующих этому участку, у молекулы, в дополнение к проявляющимся
при более низких температурах, трем поступательным степеням свобо-
ды, добавляются еще две – вращательные. Наконец, при достаточно
больших температурах
7
2
V
C R
= ⋅
, что свидетельствует о наличии при этих
температурах колебаний молекулы.
В промежутках между указанными интервалами теплоемкость мо-
нотонно растет с ростом температуры, то есть соответствует как бы пе-
ременному числу степеней свободы. Объяснение такого поведения да-
ется квантовой механикой. Как устанавливает квантовая теория, энергия
вращательного и колебательного движения молекул оказывается кван-
тованной. Это означает, что энергия вращения и энергия колебания мо-
лекулы могут иметь не любые значения, а только дискретные (то есть
отдельные, отличающиеся друг от друга на конечную величину) значе-
ния. Следовательно, энергия, связанная с этими видами движения, мо-
жет меняться только скачками. Что и наблюдается на опыте.
Применение первого начала термодинамики к изопроцессам
Изохорный процесс
Процесс, протекающий при V = const, называется изохорным
(рис. 132).
C
V
2
R
⋅
2
R
⋅
3
2
R
⋅
0 50 300 6000
T
1
1
’
2
2
’
3
3
’
H
2
Рис. 131. Зависимость C
V
(T) для водорода
Согласно теории, теп-
лоёмкость не должна зави-
сеть от температуры. Как
видно из рисунка, это ока-
зывается справедливым
только в пределах отдель-
ных температурных интер-
валов, причем в
различных
интервалах теплоемкость
имеет значения, соответст-
вующие различному числу
степеней свободы молеку-
лы
.

Страницы