什么是分子平动动能,和动能有什么区别

  • 日期:2019-09-23 13:07
  • 来源: 未知
  • 浏览:
  • 字体:[ ]
物体的温度是物体分子平均平动动能的反映,因此高温下物体分子平均平动动能较大。注意,分子的平移动能不是分子的动能,而是分子动能的一部分,因为分子本身有转动动能,所以平移动能只是动能的一部分。
 
接下来,让我们看看自由度。简单地说,自由度是描述物体在空间中的位置所需的自由变量。例如,点的自由度为3,线的自由度为5,对象的自由度为6。根据热力学,我们知道分子的每个自由度的能量是相等的,而平移有三个自由度。如果分子的自由度为n,则平移动能为总动能的3≤n。现在回头看,如果分子在同一温度下的平动动能相同,那么分子的动能与自由度n成正比,也就是说,分子的自由度越大,平均动能就越高分子的。
 
现在让我们来看看比热的定义。一公斤的物体需要吸收能量才能上升一摄氏度。想想看,如果温度上升相同,平动动能上升相同,但总动能上升不同。自由度越大,总动能上升越大。也就是说,每个分子需要吸收的能量越多,当每个分子在同一温度下上升并具有高度自由度时,就需要吸收更多的能量。
 
让我们看看另一个问题。要提高同样的温度,所需的能量是每个分子所需能量和分子总数的乘积。接下来,让我们来比较一下分子总数,一千克物体,当然,相对分子质量很小,分子总数很大。假设相对分子质量为ar,则分子总数与1/ar成正比。最后,总的来说,很容易知道一个公斤物体上升一段时间所需的能量与n≤Ar成正比,其中n是分子的自由度,Ar是相对分子质量。最后举两个例子(单位略),水的比热为4.2,自由度为6,分子量为18,汞的比热为0.14,自由度为3,分子量为201,铝的比热为0.88,自由度为分子量为27。好吧,我们来算一下。让我们来看看汞和铝之间的关系。铝的比热为汞的0.88≤0.14≤6.28倍,(3≤27)/(3≤201)=7.44。两者之间的差别并不太大。接下来,看看水和汞之间的关系。很容易计算,水的比热实际上是汞的30倍。由此推算出的水是汞的22.3倍。
 
嗯,差别有点远,但是不要担心理想状态下物质的比热之间的关系,但是事实上,水分子之间存在氢键,一些氢键被温度的升高打破了,它吸收了部分能量,从而产生了更高的比热比。推论:水分子的分子量很小,但由于它不是6自由度高的线性分子,加上水分子之间存在氢键,三个原因导致水的比热容最高(似乎还有两个刷子)。
 
纯个人理解,师父请纠正。没有考虑氢气这样的奇葩,分子量为2,比水的比热大,比热为14.3J/(g·K);氦气,5.193J/(g·K);液氨4.609J/(g·K)。液氨的分子量略小于水,空间分子的自由度为6,且有氢键,与水相似。
 

    关于我们 广告合作 版权声明意见建议 RSS订阅 TAG标签网站地图

    COPYRIGHT 2009 - 2020 自学习网

    本站部分内容摘自网络,若您的文章不愿被本站摘录,请及时通知我们。