가스 압력에 대한 가스 분자의 회전과 진동을 고려하지 않는 이유는 무엇입니까?
이상 기체의 압력을 계산하는 방법을 도출하는 동안 분자의 해석만을 고려합니다. 고려중인 가스의 압력을 변화시킬 수있는 분자가 회전하고 진동 할 수 있다는 점을 왜 고려하지 않습니까? 여기에 파생 링크가 있습니다.
답변
"이상적인 가스"는 "질량과 충돌이있는 점 입자를 포함하는 수학적 모델"의 전문 용어입니다. 따라서 질문을 "물어볼 수 없음"으로 정의하지만 만족스럽지 않은 대답입니다.
A의 실제 가스, 당신은, 또는 회전 및 진동 (분자 가스) 입자의 부피와 같은 다른 재료를 포함 얻을. 이는 통계 역학에서 추가 "자유도"로 간주되며 x, y 및 z 축을 따라 속도의 구성 요소와 독립적으로 고려 될 수 있습니다.
분자 가스의 경우 에너지를 추가하면 온도가 증가하고 (분자의 속도와 함께) 특정 온도에서는 이러한 회전 또는 진동 모드가 중요해집니다.
다음은 이원자 수소의 비열 * (즉, 에너지를 추가 할 때의 온도 변화) 그래프입니다.
저온에서는 회전 및 진동 모드가 중요하지 않으며 이상 기체 법칙이 놀랍게도 잘 작동합니다 (특히 수소의 양에 대해 약간 수정하는 경우). 더 높은 온도에서 이상 기체 법칙은 당신을 타락하게 만들 것입니다. 놀라운 것은 저온에서 얼마나 잘 작동하는지입니다.
* 기술적으로 일정한 부피의 비열
예를 들어 질량과 같은 점과 같은 이상 기체의 경우 회전 및 진동은 에너지를 저장할 수 없습니다. 저온 및 대칭 분자의 경우 관찰 사실로서 실제 기체에 대해서도 마찬가지입니다.
그러나 일부 실제 가스의 경우 회전 및 진동을 고려해야합니다.
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Heat_capacity_ratio