химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

е выражение можно записать в следующей приближенной форме:

DH I EKM \

~N E*V\--RT~)

Следовательно, для доли молекул NE, имеющих (кинетическую или потен-здтальную) энергию >Е, справедливо

НЕ I Е \

~Ы MP\- RT)

Это выражение называют экспоненциальным законом Больцмаиа 2,0 Ю"3|1,0/0

2.1. Молярная теплоемкость идеальных газов

Внутренняя энергия идеального газа V представляет собой сумму кинетической энергии отдельных молекул. Для одноатомного газа (например, инертного) кинетическая энергия определяется только поступательным движением. Поэтому для одной молекулы газа из уравнения (7) получим

2 ~ 2NA " 2 RL

а на 1 моль газа

f/ = 3/2RT (8а)

Таким образом, внутренняя энергия идеального газа не зависит от объема. Изменение U при изменении температуры газа на 1 К для одного моля при постоянном объеме называют молярной теплоемкостью С.

C„ = -|-R да 12,48 Дж/(К-моль)

I

У многоатомных молекул имеются и другие возможности накопления энергии — за счет вращения молекулы и колебаний атомов в молекуле.

Из кинетической теории газов следует, что закон равномерного распределения энергии относится к различным видам движения молекулы. Например, для описания поступательного движения необходимо знать, как изменились координаты молекулы в трехмерном пространстве; поэтому говорят, что поступательное движение молекулы имеет три степени свободы*. Аналогично вращение двухатомной молекулы имеет только две степени

Таблица А.2. Молярная теплоемкость CV некоторых газов (25 °С, 105 Па)

Одноатомные газы Трехатомные газы (линейные

Не 12,48 молекулы)

Аг 12,48 СО„ 28,97

N20 30,48

н2 Двухатомные газы 20,56 Трехатомные газы (угловые

молекулы )

N2 20,81 НгО 25,16

СО 20,91 H2S 25,71

о2 21,06 S02 31,61

НС1 20,81 Другие многоатомные газы

N0 21,56 NH3 27,21

С1, 25,46 СН„ 27,47

свободы, так как поворот какого-нибудь тела однозначно определяется двумя заданными углами относительно выбранного направления. Число степеней свободы при колебательном движении в молекуле растет с увеличением числа входящих в ее состав атомов. В соответствии с законом равномерного распределения энергии в среднем на каждую степень свободы должно приходиться одинаковое количество энергии, которое, согласно Уравнению (8а), составляет RT/2 (на моль на степень свободы).

* Число степеней свободы определяется числом независимых перемен-НЫх, однозначно определяющих положение системы в пространстве (в данном случае молекулы) [Ландау Л. Д., Лифишц Е. М. Механика.—М.: Наука- 1965, с. 9].—Прим. перев.

В табл. А.2 и А.З приведены молярные теплоемкости для молекул различной природы. Интересно отметить, что молекула водорода имеет настолько малый момент инерции, что при низких температурах не проявляются вращательные степени сво22 Строение материи

Таблица А.З. Поступательные и вращательные степени свободы

Газы Степени свободы С„ (без учггч колебаний)

поступательные вращательные

Одноатомные

н2

Двухатомные

Трехатомные и многоатомные (линейные молекулы)

Трехатомные и многоатомные (угловые молекулы) 3 3 3 3

3 0

0 или 2 2 2

3 3hR %R

боды. Более полное понимание причин этого явления можно получить после изучения гл. 3.

Таким образом, становится ясным, что из данных о молярной теплоемкости газов можно сделать некоторые выводы о строении молекул. В гл. 3 мы познакомимся с важными кванто-вомеханическими уточнениями этих представлений.

2.2. Число столкновений и средняя длина свободного

пробега. Диффузия и теплопроводность

На основе кинетической теории газов можно получить важные характеристики процессов переноса в газах, эти характеристики имеют важное прикладное значение. Пусть Z — число столкновений молекулы с другими молекулами за 1 с в 1 см3, Л — средняя длина свободного пробега молекулы:

Z = У 2 —у*- яо-2а> m _ V

где 0 диаметр молекулы (вывод соответствующих соотношений можно найти в учебниках физической химии). Можно видеть, что средняя длина свободного пробега при постоянной плотности не зависит от температуры. Для

воздуха Z">6-10* с-1; Л«Ы0-5 см. Таким образом, для газа в нормальных

условиях* число столкновений очень велико. Если при постоянной температуре давление снизится до 10-' Па, то длина свободного пробега увеличится

до —10 см. Приведенный выше цифровой материал показывает, что явления,

связанные с диффузией молекул газа, протекают сравнительно медленно (перемешивание газов, промывка и высушивание газов, газовая хроматография).

Коэффициент внутреннего трения газов (вязкость) также связан z Z в Л; этот фактор надо учитывать при изучении протекания газов в трубопроводах. Можно показать, что «коэффициент внутреннего трения» идеального газа при постоянной температуре не зависит от давления. Физический смысл

Основы квантовой теории 23

этого вывода можно объяснит

страница 7
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда колонок и микрофона москва
Jacques Lemans 1-1624B
значки самоклеющиеся для туалета
сварной разделочный стол с полкой решёткой aisi 304

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.01.2017)