Дано:
Для 3-х атомных молекул газа, количество степеней свободы вращательного движения: fр = 2
Количество степеней свободы внутренней энергии: fв = 6
Найти:
Отношение средней кинетической энергии вращательного движения молекул к их внутренней энергии.
Решение:
Средняя кинетическая энергия вращательного движения молекул определяется формулой:
Eр = (fр / 2) * k * T,
где Eр - средняя кинетическая энергия вращательного движения, fр - количество степеней свободы вращательного движения, k - постоянная Больцмана (1.38 * 10^-23 Дж/К), T - температура в Кельвинах.
Внутренняя энергия молекул определяется формулой:
Eв = (fв / 2) * k * T,
где Eв - внутренняя энергия молекул, fв - количество степеней свободы внутренней энергии, k - постоянная Больцмана, T - температура в Кельвинах.
Теперь найдем отношение средней кинетической энергии вращательного движения молекул к их внутренней энергии:
Отношение = Eр / Eв
Отношение = ((fр / 2) * k * T) / ((fв / 2) * k * T)
Отношение = (fр / fв)
Для 3-х атомных молекул газа:
fр = 2
fв = 6
Отношение = 2 / 6
Отношение = 1 / 3
Ответ:
Отношение средней кинетической энергии вращательного движения молекул к их внутренней энергии для 3-х атомных молекул газа равно 1/3.