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气体比热容(由词目及其释义等构成的中文知识性百科条目)

8月24日 吴旫 投稿

  描述气体同外界交换热量时,体系温度变化特性的物理量。计算由N个同类分子组成的理想气体系统的比热容,通常先求出玻耳兹曼统计中分子的配分函数q:然后将系统内能在体积V保持不变的情况下对温度T求导得出定容热容:若将式中N换成阿伏伽德罗数,就得出定容摩尔热容,亦称定容摩尔比热容。   介绍   描述气体同外界交换热量时,体系温度变化特性的物理量。计算由N个同类分子组成的理想气体系统的比热容,通常先求出玻耳兹曼统计中分子的配分函数q:然后将系统内能在体积V保持不变的情况下对温度T求导得出定容热容:若将式中N换成阿伏伽德罗数,就得出定容摩尔热容,亦称定容摩尔比热容。   对理想气体,根据热力学公式即可求得定压热容CP0。   分子由原子组成,原子由原子核和核外电子组成,配分函数的分子能级i中应包含这些组成因素。原子核由于自旋方位不同的各态之间能量差,在产生原子光谱中是一种超精细结构,且核自旋同电子壳层的相互作用极其微弱,所以其影响在热力学过程中一般可以忽略。电子则由于所处的最低能级同最邻近的次高能级之差远比nT为大,激发它很困难,当温度改变时,它仍处在基态,对于热容就没有贡献。在不考虑具有核衰变的原子的情况下,配分函数公式中的i只有分子作为整体的质心平动、整体的转动和内部原子间的相对振动这三部分的能量。平动部分。平动能级的相对间距微不足道,分子作热运动时总可看作是连续的,所以平动部分对热容的贡献可用能量均分定理来处理。分子的平动自由度对定容热容的贡献是而定容摩尔比热容是(以下均指定容摩尔比热容),R是摩尔气体常数。转动部分。组成多原子分子的原子愈重或数量愈多,转动惯量就愈大,转动的量子效应也就愈显现不出来。一般只考虑低温下较轻双原子分子气体转动的量子性;其他多原子分子或重原子的双原子分子一般可作经典处理。振动部分。绝大多数的多...(全文)

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