Еркіндік дәреженің саны

1. Еркіндік дәреженің саны.
2. Газ молекуласының еркіндік дәрежесі.
3. Максвелл таралуы.
4. Энергияның еркіндік

Молекуланың тек ілгерілемелі қозғалысының энергиясын ғана көрсетеді. Алайда молекулалардың ілгерілемелі қозғалысымен қатар, молекулалардың айналуы және молекуланың қозғалыс құрамына кіретін атомдардың тербелуі де мүмкін. Қозғалыстың бұл екі түрі қандай да бір энергия қорымен байланысты болады, ал бұл энергияны анықтауға статистикалық физика тағайындайтын энергияның молекуланың еркіндік дәрежелері бойынша біркелкі таралуы жөніндегі қағида мүмкіндік береді. Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның біркелкі таралу заңы - классикалық жүйелерге қолданатын статистиканың негізгі заңдарының бірі. Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелері саны деп жүйенің орнын анықтауда мүмкіндік беретін тәуелсіз координаталардың жиынтығын айтады. Материалдық нүктенің кеңістіктегі орны оның үш координаттарының мәндерімен анықталады. Газдардың жылу сыйымдылығын өлшегенде атомдарды материалдық нүктелер деп есептеуге болады. Олай болса, бір атомды молекулалар үш ілгерілемелі еркіндік дәрежеге, екі атомды молекулалар – үш ілгерілемелі, және екі айналмалы, көп атомды молекулалар және абсолютті қатты дене – үш ілгерілемелі және үш айналмалы еркіндік дәрежесіне ие болады. Жылулық тепе-теңдік жағдайында молекуланың әр еркіндік дәрежесіне тең орташа бірдей кинетикалық энергиядан келеді. Мұндағы, - Больцман тұрақтысы. Екі немесе көп атомды молекулалар айналмалы және тербелмелі қозғалыстар жасайды. Тербелмелі қозғалыстың болуы кинетикалық энергияның потенциалдық энергияға ауысуынан және керісінше болуымен байланысты. Молекуладағы атомның тербеліс энергиясын ескерсек, орташа кинетикалық және орташа потенциалдық энергиясын қарастыруымыз қажет. Молекуланың толық энергиясы. Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның біркелкі таралу заңы - классикалық жүйелерге қолданатын статистиканың негізгі заңдарының бірі. Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелері саны деп жүйенің орнын анықтауда мүмкіндік беретін тәуелсіз координаталардың жиынтығын айтады.

1. Дасибеков А. Мирсаидов М.М Теориялық механика. –Шымкент: кітап 2011ж.
2. Дасибеков А. Мирсаидов М.М. Динамика. -Шымкент: Кітап,2011ж
3. Бекбенов Ә.М., Физика есептерін шығару. -Алматы 2013ж
4. Бижігітов Т., Жалпы физика курсы.-Алматы 2013ж.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Еркіндік дәреженің саны.
Еркіндік дәреженің саны - кеңістікте жүйенің орнын толық анықтайтын тәуелсіз айнымалылар саны.
Қатаң молекулалы идеал газ үшін еркіндік дәрежесінің саны.

Еркіндік дәрежесінің саны
Бір атомды газ
Екі атомды газ
Көп атомды газ

Ілгерілемелі
Айнымалы
Барлығы
3
-
3
3
2
5
3
3
6

Нақты молекулаларда молекуладағы атомдар арасында қатаң байланыс жоқ, сондықтан молекула ішіндегі атомдардың тербелмелі қозғалысының еркіндік дәрежесінде ескеру қажет.
Молекуланың еркіндік дәрежесінің жалпы санына тәуелсіз , үш еркіндік дәрежесі барлық уақытта ілгерілемелі қозғалысқа тән. Оның әрқайсысына молекулалардың ілгерілемелі қозғалысының кинетикалық энергиясының келеді.
.
Энергияның еркіндік дәрежесі бойынша бірқалыпты таралуы туралы
Больцман заңы (теңдей таралу заңы).
Термодинамикалық тепе-теңдікте тұрған жүйе үшін әрбір ілгерілемелі және айналмалы еркіндік дәрежесіне тең орташа кинетикалық энергия, ал әрбір тербелмелі еркіндік дәрежесіне тең орташа кинетикалық энергия келеді.
Тербелмелі жүйе шама жағынан орташа мәні тең кинетикалық және потенциалдық энергияға ие болғандықтан, тербелмелі еркіндік дәрежесінің энергиясы екі есе үлкен.
Сонымен, молекуланың орташа энергиясы:
.
Мұндағы - молекулалардың ілгерілемелі, айнымалы және екі еселенген тербелмелі еркіндік дәрежесінің қосынды саны.
.
Классикалық теорияда атомдарының арасы қатаң байланысқан молекулалар қарастырылады; олар үшін молекулалардың екіндік дәрежесімен дәл келеді.
Идеал газда молекулалар бір - бірімен өзара әсерлеспейді, олардың потенциалдық энергиясы нольге тең.
Сондықтан идеал газдың бір молінің ішкі энергиясы және кез келген массалы газ үшін сәйкес :.
.
Термодинамиканың бірінші бастамасы бұл термодинамикалық процестердегі энергияның сақталу және айналу заңы болып табылады.
Дененің ішкі энергиясын екі жолмен өзгертуге болады: жүйемен жұмыс істеу (мысалы поршень көмегімен газды сығу) немесе жүйеге жылу беру арқылы (мысалы жылу өтпейтін ыдыстағы газды қыздырғанда).
Сыртқы өріс әсер етпейтін, тұйық, макроскопиялық қозғалмайтын жүйені қарастырайық және энергетикалық тұрғыдан жүйенің кез келген бастапқы 1 күйден екінші күйге тепе-теңдік өту процесін талқылайық.
Дененің ішкі энергиясының өзгерісі мұндай процесте жүйенің алған жылу мөлшері мен сыртқы күшке қарсы жүйенің жасайтын жұмысының айырымына тең.
немесе .
Молекуланың тек ілгерілемелі қозғалысының энергиясын ғана көрсетеді. Алайда молекулалардың ілгерілемелі қозғалысымен қатар, молекулалардың айналуы және молекуланың қозғалыс құрамына кіретін атомдардың тербелуі де мүмкін. Қозғалыстың бұл екі түрі қандай да бір энергия қорымен байланысты болады, ал бұл энергияны анықтауға статистикалық физика тағайындайтын энергияның молекуланың еркіндік дәрежелері бойынша біркелкі таралуы жөніндегі қағида мүмкіндік береді. Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның біркелкі таралу заңы - классикалық жүйелерге қолданатын статистиканың негізгі заңдарының бірі. Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелері саны деп жүйенің орнын анықтауда мүмкіндік беретін тәуелсіз координаталардың жиынтығын айтады. Материалдық нүктенің кеңістіктегі орны оның үш координаттарының мәндерімен анықталады. Газдардың жылу сыйымдылығын өлшегенде атомдарды материалдық нүктелер деп есептеуге болады. Олай болса, бір атомды молекулалар үш ілгерілемелі еркіндік дәрежеге, екі атомды молекулалар - үш ілгерілемелі, және екі айналмалы, көп атомды молекулалар және абсолютті қатты дене - үш ілгерілемелі және үш айналмалы еркіндік дәрежесіне ие болады. Жылулық тепе-теңдік жағдайында молекуланың әр еркіндік дәрежесіне тең орташа бірдей кинетикалық энергиядан келеді. Мұндағы, - Больцман тұрақтысы. Екі немесе көп атомды молекулалар айналмалы және тербелмелі қозғалыстар жасайды. Тербелмелі қозғалыстың болуы кинетикалық энергияның потенциалдық энергияға ауысуынан және керісінше болуымен байланысты. Молекуладағы атомның тербеліс энергиясын ескерсек, орташа кинетикалық және орташа потенциалдық ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.