Основы химической физики. Простов В.Н. - 53 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Аналогичные выражения можно записать для
Z
пост,у
и Z
пост,z
. Для
полной статистической суммы поступательного движения получим
формулу
,
)2(
3
2
3
,пост,пост,пост
0
00
2
2
2
пост
V
h
mkT
ZZZdiediedieZ
zуx
z
z
i
у
у
i
x
x
i
=
=
∫∫
==
∞∞
π
α
α
α
(3.16)
где
V = l
x
·l
у
·l
z
объём, доступный для поступательного движения
молекулы.
Можно вычислить внутреннюю энергию 1 моля одноатомного газа,
включающую в себя энергию поступательного движения, используя (3.8)
и (3.16)
.
2
3
lnln
2/3
2
пост
2
0
RT
дT
Tд
RT
дT
Zд
RTUU
V
V
=
=
=
(3.17)
Для идеального газа, состоящего из многоатомных частиц, имеем вклад
во внутреннюю энергию поступательного движения равный
U
пост
= 3/2 RT,
Соответственно, поступательный вклад в молярную теплоёмкость
идеального газа будет составлять
С
пост
= 3/2R.
3.6. Поступательная энтропия идеальных газов.
Запишем формулы для вычисления поступательной энтропии 1
моля идеального газа, состоящего из тождественных неразличимых
молекул
P
A
дT
Zд
RT
N
Z
RS
+=
пост
пост
пост
ln
ln
,
V
A
дT
Zд
RT
N
eZ
RS
+
=
пост
пост
пост
ln
ln
,
где поступательную статсумму запишем в таком виде:
53
Аналогичные выражения можно записать для Zпост,у и Zпост,z. Для
полной статистической суммы поступательного движения получим
формулу

          ∞ −α ⋅i 2       ∞ −α ⋅i 2        ∞
                                  у               −α ⋅i z2
Z пост = ∫ e      x   di x ∫ e         di у ∫ e              diz = Z пост, x Z пост, у Z пост, z =
          0               0                0
                   3                                                                                 (3.16)
          (2πmkT ) 2
      =                    ⋅V ,
                h3
      где V = lx·lу·lz – объём, доступный для поступательного движения
молекулы.
Можно вычислить внутреннюю энергию 1 моля одноатомного газа,
включающую в себя энергию поступательного движения, используя (3.8)
и (3.16)

                       ⎛ д ln Z пост       ⎞       ⎛ д ln T 3 / 2 ⎞ 3
      U −U 0    = RT 2    ⎜                ⎟ = RT ⎜⎜
                                                 2                ⎟ = RT .
                                                                  ⎟ 2
                                                                                                     (3.17)
                          ⎝       дT       ⎠V      ⎝    дT        ⎠V

Для идеального газа, состоящего из многоатомных частиц, имеем вклад
во внутреннюю энергию поступательного движения равный

               Uпост = 3/2 RT,

Соответственно, поступательный вклад в молярную теплоёмкость
идеального газа будет составлять Спост = 3/2R.

               3.6. Поступательная энтропия идеальных газов.

    Запишем формулы для вычисления поступательной энтропии 1
моля идеального газа, состоящего из тождественных неразличимых
молекул

                                  Z пост      ⎛ д ln Z пост ⎞ ,
               S пост = R ln             + RT ⎜             ⎟
                                   NA         ⎝     дT      ⎠P

                                  Z пост ⋅e      ⎛ д ln Z пост ⎞ ,
               Sпост = R ln                 + RT ⎜             ⎟
                                    NA           ⎝     дT      ⎠V

      – где поступательную статсумму запишем в таком виде:

                                                        53