Gaz moleküllerinin gazın basıncı üzerindeki dönüşünü ve titreşimini neden dikkate almıyoruz?

Question

İdeal bir gazın basıncının nasıl hesaplanacağının türetilmesinden geçerken, sadece moleküllerin dönüşümünü dikkate alıyoruz. Moleküllerin dönüp titreyebileceğini ve bu da söz konusu gazın basıncını değiştirebileceğini neden hesaba katmıyoruz? İşte türetmenin bağlantısı

Answer 1

"İdeal gaz", "kütleli ve çarpışmalı nokta parçacıkları içeren matematiksel model" için bir terimdir, bu nedenle sorunuzu "sorulamaz" olarak tanımlar, ancak bu tatmin edici olmayan bir yanıttır.

Bir için gerçek bir gaz, siz ya da rotasyon ve titreşim (molekül gaz için) parçacıkların hacmi gibi diğer şeyler arasında, olsun. Bunlar istatistiksel mekanikte ek "serbestlik derecesi" olarak sayılır ve x, y ve z eksenleri boyunca hızın bileşenlerinden bağımsız olarak düşünülebilir.

Moleküler gazlar için enerji ekledikçe sıcaklık artar (ve bununla birlikte moleküllerin hızı) ve belirli sıcaklıklarda bu dönme veya titreşim modları önemli hale gelir.

İşte diatomik hidrojenin özgül ısısının * (yani enerji eklediğinizde sıcaklıktaki değişimin) bir grafiği:

Kaynak

Düşük sıcaklıklarda dönme ve titreşim modlarının önemli olmadığını ve ideal gaz yasasının şaşırtıcı derecede iyi çalıştığını unutmayın (özellikle hidrojenin hacmi için biraz değiştirirseniz). Daha yüksek sıcaklıklarda ideal gaz kanunu sizi yoldan çıkaracaktır. Şaşırtıcı olan, düşük sıcaklıklarda ne kadar iyi çalıştığıdır.

* Teknik olarak sabit hacimde özgül ısı

Answer 2

İdeal bir gaz için, örneğin kütleler gibi nokta, dönüş ve titreşim enerji depolayamaz. Düşük sıcaklıklar ve simetrik moleküller için bu, gözlemsel bir gerçek olarak gerçek gazlar için de geçerlidir.

Bununla birlikte, bazı gerçek gazlar için dönme ve titreşim dikkate alınmalıdır., Bkz.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Heat_capacity_ratio