2022-2023學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：雙原子分子理想氣體的內(nèi)能和熱容量

雙原子分子理想氣體的內(nèi)能和熱容量2雙原子分子理想氣體的內(nèi)能和熱容量（1）原子內(nèi)的電子對(duì)氣體的熱容量為何沒有貢獻(xiàn)；（2）雙原子分子的振動(dòng)在常溫范圍為何對(duì)熱容量沒有貢獻(xiàn)；（3）低溫下氫的熱容量所得的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)不符。一定近似下雙原子分子的能量可表為平動(dòng)能、振動(dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能之和

translationvibrationrotation3結(jié)論:vm、v和vs都與成正比，與成反比，它們之比以m+表示摩爾質(zhì)量m+=N0mvm、v和vs也可表示成，，麥克斯韋速度分布律為近代許多實(shí)驗(yàn)所直接證實(shí)。m4②平均速率：速率v的平均值為平均速率。統(tǒng)計(jì)平均值③方均根速率：方均根速率vs是v2的平均值的平方根。5例：計(jì)算在單位時(shí)間內(nèi)碰到單位面積器壁上的分子數(shù)（碰壁數(shù)）。vxdAvxdtdA是器壁上的一個(gè)面積，法線方向沿x軸。dГdAdt表示在dt時(shí)間內(nèi)，碰到dA面積上，速度在dvxdvydvz范圍內(nèi)的分子數(shù)。即6也可表示為1pn和0℃下氮分子每秒碰壁數(shù)為3

1023。若器壁有小孔，分子可以通過小孔逸出，該過程稱瀉流。72.內(nèi)能和熱容量雙原子分子理想氣體的內(nèi)能為結(jié)論：內(nèi)能和熱容量可表示為平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)之和。83.應(yīng)用實(shí)例(P131)6.2.2第一項(xiàng)：質(zhì)心的平動(dòng)能量，m是分子的質(zhì)量，m=m1+m2；第二項(xiàng)：分子繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)能量，I=r2是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，是約化質(zhì)量，r是兩原子的距離；第三項(xiàng)：兩原子相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能量和相互作用能—振動(dòng)。9平動(dòng)配分函數(shù)振動(dòng)配分函數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)配分函數(shù)10內(nèi)能和熱容量：

結(jié)果與后面將要介紹的能量均分定理一致。116.2.3(P132)平動(dòng)：（2）振動(dòng)：在一定近似下，雙原子分子中兩原子的相對(duì)振動(dòng)可以看成線性諧振子，振子的能級(jí)為，

，12第一項(xiàng)是N個(gè)振子的零點(diǎn)能量，與溫度無關(guān)第二項(xiàng)是溫度為T時(shí)，N個(gè)振子的熱激發(fā)能量。振動(dòng)對(duì)定容熱容量的貢