Қазақстан республиасының білім және ғылым министрлігі

Идеал газдардың жылу сыйымдылығының классикалық теориясы

жүктеу 0,65 Mb.

бет	29/45
Дата	09.01.2022
өлшемі	0,65 Mb.
	#31842

1 ... 25 26 27 28 29 30 31 32 ... 45

8aefda41-baaa-11e5-bf37-f6d299da70eeМММ МФ 0110

2.8.5 Идеал газдардың жылу сыйымдылығының классикалық теориясы

Бір атомды газдар үшін еркіндік дәрежесі і=3 болады, сондықтан:

, , .

Екі атомды газдар үшін і=5, онда:

, , .

Үш атомды газдар үшін i=6, онда:

, .
Кейбір газдар үшін C_v, C_p, г –нің эксперименттік мәндері 3-кестеде көрсетілген.
3-кесте

Газ	C_v	C_p
H₂	12,5	20,9	1,67
O₂	20,9	28,9	1,40
CO	21,0	39,3	1,40
Су буы	27,6	36,2	1,31

Бір және екі атомды газдар үшін эксперимент нәтижелері мен теория үйлеседі. Ал, үш атомды газдар үшін эксперимент нәтижелері мен теория арасында алшақтық бар. Күрделі молекулалардың (еркіндік дәреже саны алтыдан көп болатын газдарда) жылу сыйымдылықтарын есептеуде классикалық теорияны пайдалануға болмайды.

2.8.5.1 – сурет. Идеал газдардың молярлық жылу сыйымдылығы
Классикалық теория бойынша идеал газдардың жылу сыйымдылығы температураға байланыссыз. Ал тәжірибелер жылу сыйымдылықтың температураға байланысты екенін көрсетеді. Сутегінің жылу сыйымдылығының температураға байланыстылығы (2.8.5.1) -суретте көрсетілген.

тек орташа температураларда ғана орындалады. Жоғарғы температураларда (Т>2000К) болады. Ал төменгі температураларда (Т<50K) , яғни төменгі температурада екі атомды газдың жылу сыйымдылығы бір атомды газдың жылу сыйымдылығына ұмтылады:

Мұндай жағдайды кванттық теория түсіндіреді. Егер атомдарды тербелуші бөлшек (осциллятор) деп қарастырсақ, онда оның энергиясы классикалық теория бойынша үздіксіз өзгереді, ал кванттық теория бойынша секірмелі түрде өзгереді.

Осциллятор энергиясы Энштейн бойынша мынадай формуламен өрнектеледі:

(2.8.5.1)

Екі атомды газдың ішкі энергиясы:

(2.8.5.2)

а) <

(2.8.5.3)

онда (2.8.5.2 ) - тің екінші қосылғышы (2.8.5.3) –ні ескерген жағдайда

болады.

Ал, газдың ішкі энергиясы

.

онда

болады.

б) >>kT болғанда

ендеше

формулалармен анықталады.

Температура әрі қарай төмендегенде молекулалардың айналмалы қозғалысының еркіндік дәрежесі болмайды, яғни .

жүктеу 0,65 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 25 26 27 28 29 30 31 32 ... 45