Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11098
2019-10-29 
Используя координатную сетку, изображенную на рисунке, постройте зависимость молярной теплоемкости водорода от температуры.
Решение:
При низких температурах внутренняя энергия газа равна $E = \frac{3}{2}RT$, а молярная теплоемкость $c_{V} = \frac{3}{2} R$. Они соответствуют трем степеням свободы - трем компонентам импульса, квадратичная форма от которых определяет кинетическую энергию молекулы. Колебательные и вращательные движения запрещены, поскольку энергия теплового движения $kT$ меньше разности энергетических уровней между первым возбужденным и основным состояниями молекулы. С ростом температуры молекулы начинают вращаться. При этом теплоемкость становится равной
$c_{V} = \frac{5}{2}R$,
поскольку у молекулы появляются две дополнительные степени свободы, связанные с ее вращением. При еще более высоких температурах $c_{V} = 7/2R$. Увеличение коэффициента обусловлено возникновением у молекул двух колебательных степеней свободы. При очень высоких температурах мы должны учитывать возбуждение электронных уровней.
Используя координатную сетку, изображенную на рисунке, постройте зависимость молярной теплоемкости водорода от температуры.
Решение:
При низких температурах внутренняя энергия газа равна $E = \frac{3}{2}RT$, а молярная теплоемкость $c_{V} = \frac{3}{2} R$. Они соответствуют трем степеням свободы - трем компонентам импульса, квадратичная форма от которых определяет кинетическую энергию молекулы. Колебательные и вращательные движения запрещены, поскольку энергия теплового движения $kT$ меньше разности энергетических уровней между первым возбужденным и основным состояниями молекулы. С ростом температуры молекулы начинают вращаться. При этом теплоемкость становится равной
$c_{V} = \frac{5}{2}R$,
поскольку у молекулы появляются две дополнительные степени свободы, связанные с ее вращением. При еще более высоких температурах $c_{V} = 7/2R$. Увеличение коэффициента обусловлено возникновением у молекул двух колебательных степеней свободы. При очень высоких температурах мы должны учитывать возбуждение электронных уровней.
