Энергия молекул внутренняя средня

Энергия молекул внутренняя средняя 177 [c.440]

Поскольку кинетическая составляющая внутренней энергии целиком определяется температурой тела, так как температура есть мера средней кинетической энергии молекул, а потенциальная ее составляющая при заданной температуре зависит только от удельного объема (расстояния между молекулами), то, следовательно, и полная внутренняя энергия будет являться функцией параметров и в данном состоянии тела будет иметь вполне определенную величину. [c.54]

Кинетическая энергия молекул является однозначной функцией температуры, значение потенциальной энергии зависит от среднего расстояния между молекулами и, следовательно, от занимаемого газом объема V, т. е. является однозначной функцией V. Поэтому внутренняя энергия есть некоторая однозначная функция состояния тела, т. е. любых двух независимых параметров, определяющих это состояние [c.12]

Закон равнораспределения энергии по степеням свободы можно сформулировать не для энергии одного моля газа, а для средней энергии одной молекулы. Каждая вращательная и поступательная степень свободы вносит в среднюю энергию молекулы вклад 7У2, а каждая колебательная степень свободы — вклад Т. Преимущество такой формулировки заключается в том, что ее можно применить не только к идеальному классическому газу, состоящему из молекул, но и к отдельным, не взаимодействующим друг с другом объектам со сложной внутренней структурой, рассматривая каждый такой объект как молекулу. Например, в 52 мы воспользуемся таким приемом для классического рассмотрения светового излучения, а в 53 мы применим его для классического рассмотрения теплоемкости кристаллов. [c.214]

Кроме этих величин необходимо еще ввести среднюю внутреннюю энергию молекул [c.177]

Следовательно, если функция F не зависит от ф и 9. то л (л 2) есть энергия, приносимая в среднем одной молекулой, отраженной от элемента dA2, и E X2)0(Xi, X2)dA dA2 — доля энергии отраженных от элемента йЛг молекул, приносимая на элемент dA . Другими словами, вместо реальной схемы отражения можно считать, что все моле-кулы отражаются равномерно во все стороны с одинаковой энергией. Если молекулы не несут внутренней энергии и отражаются с максвелловским распределением, то энергия, приходящаяся на молекулу, равна т/й . В этом случае можно считать, что все молекулы как бы летят с одной скоростью, равной Таким образом, задача сводится [c.366]

Поскольку в данном состоянии величина внутренней энергии будет строго определенной, она также может являться характеристикой состояния тела, т. е. быть параметром состояния. В отличие от удельного давления, температуры и удельного объема, которые называют термическими параметрами, внутренняя энергия названа калорическим параметром. Внутренняя энергия реального вещества зависит как от температуры, так и от давления. В частном случае, для идеального газа, у которого отсутствуют силы взаимодействия между молекулами, внутренняя энергия определяется только движениями самих молекул, т. е. будет являться функцией одной температуры. Это следует из самого определения температуры, которая, как известно, является функцией средней кинетической энергии движения молекул. [c.45]

Положим общую энергию внутреннего движения молекулы в среднем равной [c.115]

Следовательно, в интеграле по объему в уравнении (6.4) член, описывающий внутреннюю энергию, можно интерпретировать как дополнительную энергию движения молекул относительно среднего, так что [c.150]

Как известно, в общем случае молекулы многоатомного газа могут иметь, помимо трех поступательных и трех вращательных степеней свободы, еще множество внутренних колебательных степеней свободы. Согласно теореме кинетической теории газов о равномерном распределении энергии по степеням свободы, при термодинамическом равновесии все степени свободы, участвующие в обмене кинетической энергии, обладают в среднем одинаковой энергией, равной [c.320]

Однако для обычных систем, состоящих из большого числа частиц, наиболее вероятное направление процесса практически совпадает с абсолютно неизбежным. Поясним это на следующем примере. Пусть имеется равновесный газ. Выделим в нем определенный объем и посмотрим, возможно ли в этом объеме самопроизвольное увеличение давления. Из-за теплового движения чис ]о молекул в объеме непрерывно флуктуирует около среднего значения JV. Одновременно флуктуируют и температура, и давление, и внутренняя энергия, и т, д. Теория показывает, что относительная величина этих флуктуаций обратно пропорциональна корню квадратному из числа молекул в выделенном объеме, поэтому Др/р=1/ //У, [c.28]

Полуколичественное определение средней внутренней энергии вращения и колебания возможно в том случае, если на каждую степень свободы вращения приходится RT и на каждую степень свободы колебания RT (по RT на потенциальную и кинетическую энергии колебания соответственно). При определении-общего числа степеней свободы в молекуле каждый атом рассматривается как материальная точка с тремя степенями -свободы. Таким образом, молекула, состоящая из п атомов, будет иметь Зп степеней свободы. Следовательно, одноатомная молекула обладает суммарно тремя степенями свободы, каждая из которых соответствует поступательному движению. Если рас- [c.31]

Температура. Согласно молекулярно-кинетической теории вещества, температура характеризуется внутренней кинетической энергией тела, определяемой скоростью поступательного движения молекул. Чем больше средняя скорость поступательного движения молекул вещества, тем выше его температура. Температура характеризует тепловое состояние тела и определяет направление возможного самопроизвольного перехода тепла между телами. [c.8]

Идея привлечения внутренней энергии атомов и молекул для создания усилителей и генераторов напрашивалась сама собой. Дело заключалось только в том, чтобы заставить излучать большие количества атомов совместно, а также выполнить условия, при которых в среднем процессы излучения будут преобладать над поглощением. Последнее требует избытка числа частиц, находящихся на верхнем энергетическом уровне, т. е. возбужденных по сравнению с невозбужденными. [c.412]

При не очень малых объемах или, что то же, не очень больших давлениях, когда средние расстояния между молекулами сравнительно велики и преобладают силы притяжения, внутренняя потенциальная энергия отрицательна и с увеличением удельного объема возрастает (т. е. по абсолютной величине уменьшается). В первом приближении ее можно выразить формулой [c.84]

Изменение объема и искажение формы при постоянном объеме связаны с двумя различными механизмами. Изменение объема влечет за собой изменение среднего расстояния между соседними молекулами и в результате— изменение потенциальной энергии, обусловленной слабыми вторичными силами их взаимодействия. Величины модуля сжатия твердых тел и жидкости поэтому соизмеримы. Искажение формы при постоянном объеме влечет за собой изменение числа допускаемых связями сетки конформаций цепи с равной потенциальной энергией. Следовательно, они обусловлены изменением только конформационной энтропии и не влекут за собой изменения внутренней энергии. Поэтому величины модуля сдвига и модуля сжимаемости могут сильно отличаться друг от друга. Фактически оказывается, что правильный порядок величины модуля сдвига определяется концентрацией сегментов цепи в сетке безотносительно к детальной химической структуре цепной молекулы. [c.115]

Выбор макроскопической модели сплошной текучей среды с приписанными ей теми или другими свойствами отнюдь не освобождает от необходимости хотя бы беглого ознакомления с действительной молекулярной структурой жидкостей и газов и происходящими в них внутренними движениями молекул (атомов), составляющими сущность теплового движения материи. Газы, жидкости и твердые тела имеют различные микроструктуры, вследствие чего различаются между собой и тепловые движения в них. Каждое из этих трех агрегатных состояний вещества можно охарактеризовать отношением порядков величин потенциальной энергии силового взаимодействия между молекулами и кинетической энергии их теплового движения. Это отношение зависит от плотности упаковки молекул в данной структуре, т. е. от порядка средних расстояний между молекулами. [c.12]

В конце предыдущего параграфа уже указывалось, что скорость звука пропорциональна средней квадратичной скорости свободного пробега молекул. Это позволяет рассматривать квадрат числа М как величину, характеризующую отношение кинетических энергий направленного (внешнего, изучаемого в механике жидкости и газа) и хаотического, молекулярного (внутреннего) движений газа. Действительно, это отношение энергий равно [c.107]

Наличие такого скачкообразного изменения параметров газа — в действительности очень резкого их изменения на участке длины, равной по порядку пути свободного пробега молекулы,— показывает, что здесь имеет место внутренний молекулярный процесс, связанный с переходом кинетической энергии упорядоченного течения газа в кинетическую энергию беспорядочного теплового движения молекул. Этим объясняется разогрев газа при прохождении его из невозмущенной области перед фронтом ударной волны в область возмущенного движения за фронтом ударной волны. Повышение средней квадратичной скорости пробега молекул вызывает также возрастание давления и плотности газа при прохождении его сквозь фронт ударной волны. [c.124]

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа, являясь внутренней кинетической энергией газа, пропорциональна абсолютной температуре, т. е. [c.13]

Указанные выше явления относились к невязкой жидкости. В вязкой жидкости вследствие вязкости и теплопроводности давление и скорость меняются всегда непрерывно. Однако можно показать, что область, в которой главным образом меняются давление и скорость, имеет порядок величины среднего свободного пробега молекул газа и, следовательно, вообще эта область будет очень мала (исключая газ крайне малой плотности). На толщину и физическую природу этой переходной области влияют также внутренние термодинамические свойства газа, именно распределение тепловой энергии по различным степеням свободы молекулы. Этот эффект называется эффектом релаксации и весьма важен в случае газа с медленной внутренней вибрацией. Рассмотрение последней проблемы требует применения методов квантовой механики. [c.55]

Е — аналог внутренней энергии, Е — аналог энтальпии подсистемы из молекул. Известно, что Рис. 82.отношение средних флуктуаций [c.275]

Упругая и эластическая деформации различаются по своей физической сущности. В первом случае работа внешних деформирующих сил расходуется на преодоление внутренних сил взаимодействия — упругость носит энергетический характер. Высокоэластические деформации полимеров носят кинетический характер. Последнее предположение подтверждается тем обстоятельством, что модуль упругости полимеров увеличивается с ростом температуры кроме того, при деформировании эластичные тела нагреваются. Постоянство же объема при небольших деформациях свидетельствует о том, что средние расстояния между молекулами вещества не меняются и величина внутренней энергии остается постоянной. Значит, сущность высокой эластичности состоит в распрямлении свернутых, длинных, гибких цепей молекул под влиянием приложенной нагрузки и восстановлении их первоначальной формы после снятия нагрузки. [c.12]

В этой формуле (Т — газокинетическое сечение, у — средняя скорость относительного движения, — число, характеризующее степень участия в диссоциации внутренних степеней свободы ( 3 для двухатомных молекул), Р — вероятность того, что при столкновении частиц с достаточной энергией действительно произойдет диссоциация. Число Р в этой теории не рассчитывается его обычно определяют путем сравнения с формулой (2.7) измеренных на опыте скоростей ка- [c.228]

Пример 2. В баллоне, снабженном каналом для истечения газа с заслонкой, газ покоится и нагрет до высокой температуры. После открытия заслонки происходит истечение газа, при этом его внутренняя энергия переходит в кинетическую энергию направленного движения. Прежде всего уменьшается поступательная энергия хаотического движения молекул из-за роста средней скорости, т. е. скорости направленного движения. Вращательная энергия также быстро уменьшается из-за высокой эффективности перехода вращательной энергии в поступательную в столкновениях. В то же время эффективность дезактивации колебательных степеней свободы в столкновениях невелика. Из- [c.34]

В достаточно разреженных газах среднее расстояние между молекулами велико сравнительно с расстоянием, на котором проявляются силы межмолекулярного взаимодействия, так что потенциальная энергия этого взаимодействия мала по сравнению с энергией самих молекул. В связи с этим внутреннюю энергию газа е(Юу Т) можно считать не зависящей от расстояния между молекулами, т. е. от объема, который занимает данная масса газа. [c.21]

Мы закончим этот раздел обсуждением переноса энергии волнами ряби и кратким описанием связи между понятием поверхностного натяжения и обпз ей физикой жидкости. Вклад во внутреннюю энергию жидкости производится как средней кинетической энергией, связанной с тепловым движением молекул, так и средней потенциальной энергией, связанной с силами взаимодействия между молекулами. Это вклады разного знака, поскольку за исключением статистически редкого случая необычно малого расстояния между молекулами силы взаимодействия являются притягивающими и создают отрицательную потенциальную энергию. Реально внутренняя энергия на единицу массы, обозначаемая здесь, как и в разд. 1.2, через Е, намного меньше (например, для воды на три порядка), чем кинетическая энергия на единицу массы, огромная величина которой почти уничтожается сложением с численно примерно равной отрицательной потенциальной энергией на единицу массы. [c.280]

Известно , чем больше степень сжатия рабочего тела в расширительной машине, тем больше термический КПД цикла. Однако в бензиновых двигателях степень сжатия ограничивают некоторым верхним пределом, зависящим в первую очередь от свойств бензина. Это ограничение вызвано следующими обстоятельствами. При увеличении температуры горючей смеси при сжатии скорость молекул топлива и воздуха увеличивается. Внутренняя энергия рабочего тела (горючей смеси) определяется суммарной кинетической энергией его молекул. Температура тела является мерой средней скорости молекул. В процессе движения молекулы сталкиваются. Если кинетическая энергия молекул топлива и воздуха большая, то в результате столкновения происходит их разрушение. При таком разрушении атомы водорода и углерода, входяпще в состав углеводородного топлива, могут соединиться с молекулами кислорода, входящего в состав воздуха. В результате этого самопроизвольно начинается реакция окисления топлива. Эта реакция может начаться одновременно по всему объему рабочего тела (происходит взрыв). В результате мгновенного окисления (сгорания) бензина мгновенно нарастает давление рабочего тела (смеси образующихся газов). Чем больше давление рабочего тела, тем больше усилие, приложенное к поршню. Таких ударных нагрузок поршень не может выдержать и разрушается. Взрывное сгорание бензина в цилиндре расширительной машины называют детонацией. Для исключения взрывного эффекта рабочее тело в цилиндре расширительной машины сжимают до такого давления, при котором детонация бензина невозможна. [c.191]

Из-за наличия сил притяжения между молекулами жидкость покидают те молекулы, энергия которых превышает средний уровень. Средняя энергия остающихся в жидкости молекул понижается, и для поддержания постоянной температуры должна быть добавлена новая порция энергии. Это внутреняя энергия парообразования А[/о. Над паровой фазой во время парообразования совершается работа, поскольку объем пара увеличивается, если давление Рур поддерживается постоянным. Эта работа равна Рур Vg — У/,). Таким образом [c.183]

В процессе t = onst для водяного пара, как для реального газа, уже несправедливо утверждение, что подводимое тепло идет только на совершение работы расширения пара, как это было выведено в 2-9. Для идеального газа это было верно, так как из-за отсутствия сил сцепления его внутренняя энергия в этом прои.ессе не изменялась. Здесь же, хотя температура и остается постоянной, будет происходить изменение внутренней энергии, так как изменяется среднее расстояние между молекулами и совершается работа [c.123]

В результате увеличения объема увеличилось среднее расстояние между молекулами газа, а так как между ними существуют большие или меньшие силы сцепления, то часть тепла израсходовал ас(ь и -на совершение внутренней работы разъединения (диогрегащии) молекул, т. е. лошяа на изменение внутренней потенциальной энергии газа. [c.57]

Значение потенциальной энергии взаимодейстБия всех молекул, содержащихся в 1 кг реального газа, можно получить, разбив все молекулы на пары и сложив потенциальные энергии парных взаимодействий всех возможных пар. Очевидно, что это значение зависит от среднего расстояния между молекулами и, следовательно, от удельного объема газа. Таким образом, в противоположность внутренней энергии идеального газа, которая не зависит от объема, у реального газа внутренняя энергия является функцией удельного объема, а следовательно, Рис. 6-2. и давления. [c.84]

Большинство авторов отмечает, однако, что, по крайней мере в некоторых случаях, все объяснения, основанные на представлении о ведущей роли энергии отдачи, должны, повидимому, оказаться неправильными (даже с учетом отдачи при вылете электрона). То обстоятельство, что гз процессе перехода может разрываться даже связь С—Вг, несовместимо ни с каким механизмом, основанным только на отдаче. Энергия активации для реакции огромна. Некоторые авторы, сохраняя идею о важной роли внутренней конверсии, предполагали, что разрыв связи отнюдь не обязательно должен обусловливаться отдачей. Ряд результатов [99, 101, 113, 123, 124] интерпретировался в том смысле, что атом, будучи лишен своего электрона, переходит в некоторую активную форму. Фэйброзер [33] утверждает, что выделение активного вещества может быть обусловлено ...процессом, затрагивающим любую серию возбужденных молекулярных состояний, возникающих при постепенном успокоении атома брома после внутренней конверсии. Молекула не просто активируется, а разрывается в результате процесса, более похожего на фотодиссоциацию под действием внутримолекулярных квантов . Суэсс [111] подчеркивает роль положительного заряда после вылета фотоэлектрона при изомерном переходе Повидимому, ион НВг, сильно возбужденный благодаря вылету электрона с внутренней орбиты, за время перехода в нормальное состояние успевает распасться на атом Н и ион Вг . Было вычислено также [28] (для одного специального, сильно идеализированного случая), что в броме может иметь место множественный эффект Оже вслед за внутренней конверсией и вылетом электрона из внутренней оболочки на освободившееся место может перейти электрон из внешней части атома затем, вместо рентгеновского кванта, будет излучен еще один электрон и т. д. каждый раз положительный заряд атома увеличивается на единицу. Скорость эффекта оказывается больше, чем у конкурирующего процесса—непосредственного испускания рентгеновских лучей, так что в среднем в результате внутренней конверсии с К-оболочки атом Вг приобретает 4,7 единицы положительного заряда (принимая заряд электрона за единицу). По мере накопления заряда в атоме брома молекула делается все более и более неустойчивой, и, по мнению Купера [18], в конце концов, она должна диссоциировать. Эффект еще усилится, если молекула теряет электроны, ответственные за химическую связь. Этот вопрос рассматривался также в работе [23] в связи с изомерным переходом в Se i. В этой работе указывается также, что связь между коэффициентом конверсии и выходом отнюдь не проста. [c.110]

Рассмотрим несколько процессов идеального газа, начинающихся от одного и того же состояния, которое соответствует точке 1 (рис. 17), и кончающихся при разных давлениях, но при одной и той же температуре (точки 2, 2 , 2 , 1 1, 2 лежат на одной изотерме T a = onst). Из физики известно, что температура тела есть величина, пропорциональная средней кинетической энергии движения его молекул. Для одного и того же тела при одинаковых температурах, независимо от давления, молекулы будут иметь одну и ту же среднюю скорость. Поэтому и величина внутренней кинетической энергии для состояний тел, имеющих одинаковы е температуры, будет одна и та же. [c.50]

Отметим также, что уравнение (1.3.11) может оказаться неточным в присутствии химических реакций, так как средняя энергия, приходящаяся на данную внутреннюю степень свободы, например, диссоциирующих и рекомбинирующих молекул, может быть различной, что приведет к появлению в (1,З.М)> допс лнительных членов К [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...