1) ideal gas heat capacity
理想气体比热
1.
Speed of sound, ideal gas heat capacity and the second acoustic Virial coefficient have been experimentally studied for 1,1,1 trifluoroethane (HFC143a),which is a new refrigerant to substitute chlorodifluoromethane(HCFC22) and/or dichlorodifluoromethane(CFC12).
根据实验数据 ,由热力学关系式得到了HFC143a的理想气体比定压热容和第二音速维里系数等热力学性质 ,同时根据现有的高精度实验数据拟合了HFC143a的理想气体比热方程 。
2) ideal-gas heat capacity at constant pressure
理想气体比定压热容
1.
The ideal-gas heat capacity at constant pressure and the second acoustic virial coefficients were determined over the temperature range from the speed of sound measurements and correlated the.
分析了气相声速与理想气体比定压热容的热力学关系 ,用超声变程干涉仪测定了HFC -12 5的 4 9组气相声速值 ,温度范围 2 73- 313K ,压力范围 32 - 4 79kPa。
2.
The ideal-gas heat capacity at constant pressure and the second acoustic vinal .
分析了气相声速与理想气体比定压热容的热力学关系,用超声变程干涉仪测定了1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea)的 72组气相声速值,温度范围 273-333 K,压力范围 26-315 kPa,测量不确定度小于 0。
3) ideal gas heat capacity/the second acoustic virial coefficient
理想气体比热容/第二音速维里系数
4) heat capacity of the idea gas
理想气体热容
5) specific heats of gases
气体比热
6) ideal gas
理想气体
1.
Basic differential equation of self-similar motion of one-dimensional nonsteady flow of ideal gas;
理想气体一维不定常流自模拟运动的基本微分方程
2.
A deducing method of the average translational kinetic energy of the ideal gas molecules;
理想气体分子的平均平动能的一种推导方法
3.
Discussion on the state equation of the ideal gas "pV=Nk_BT";
对理想气体方程pV=Nk_BT的讨论
补充资料:气体比热容
描述气体同外界交换热量时,体系温度变化特性的物理量。计算由 N个同类分子组成的理想气体系统的比热容,通常先求出玻耳兹曼统计中分子的配分函数q:
然后将系统内能在体积V保持不变的情况下对温度T求导得出定容热容:
若将式中N换成阿伏伽德罗数,就得出定容摩尔热容,亦称定容摩尔比热容。
对理想气体,根据热力学公式
即可求得定压热容CP0。
分子由原子组成,原子由原子核和核外电子组成,配分函数的分子能级εi中应包含这些组成因素。原子核由于自旋方位不同的各态之间能量差,在产生原子光谱中是一种超精细结构,且核自旋同电子壳层的相互作用极其微弱,所以其影响在热力学过程中一般可以忽略。电子则由于所处的最低能级同最邻近的次高能级之差远比nT为大,激发它很困难,当温度改变时,它仍处在基态,对于热容就没有贡献。在不考虑具有核衰变的原子的情况下,配分函数公式中的εi只有分子作为整体的质心平动、整体的转动和内部原子间的相对振动这三部分的能量。①平动部分。平动能级的相对间距微不足道,分子作热运动时总可看作是连续的,所以平动部分对热容的贡献可用能量均分定理来处理。分子的平动自由度对定容热容的贡献是 而定容摩尔比热容是(以下均指定容摩尔比热容),R 是摩尔气体常数。②转动部分。组成多原子分子的原子愈重或数量愈多,转动惯量就愈大,转动的量子效应也就愈显现不出来。一般只考虑低温下较轻双原子分子气体转动的量子性;其他多原子分子或重原子的双原子分子一般可作经典处理。③振动部分。绝大多数的多原子分子在常温下振动能级间距比热运动能量kT大得多,也不容易激发它参与热运动,所以对比热容也没有贡献;只有在高温时才有贡献;温度再高时可作经典处理。事实上,多于两个原子组成的气体分子几乎都不可能达到经典处理时的温度,因为这时多原子分子已经分解了。
经典统计处理 用能量均分定理计算定容摩尔比热容。若分子由N个原子组成,就有3N个自由度,其中质心平动自由度有3个,平动能ε有三个二次方项,对摩尔比热容的贡献为。线型分子有两个转动自由度,转动能ε转有两个二次方项,对摩尔比热容的贡献为R;非线型分子有三个转动自由度,总可以找到三个主转动惯量轴,使转动能ε转有三个二次方项,所以对摩尔比热容的贡献为。剩下的3N-5或3N-6个是振动自由度,总可找到一种简正坐标,使振动能ε振具有3N-5或3N-6个二次方项,于是分子内部诸原子的相对振动自由度对摩尔比热容的贡献为:线型分子是(3N-5)R,非线型分子是(3N-6)R。
量子统计处理 在经典处理不适用时,就要计算配分函数q。若平、转、振三部分自由度是互相独立的,则可写为εi=ε+ε转+ε振,从而内能是各部分内能相加,也就可以分别地用定容热容公式求对摩尔比热容的贡献。
①转动部分。因一般只考虑双原子分子情形。对不同原子的双原子分子有
2j+1是动量矩不同取向的简并度;是分子的转动惯量,是折合质量,ro是两个原子核之间的平衡距离。令
θ转称为转动特征温度,可以用它来区别用经典的还是用量子的方法处理转动问题。当Tθ转时(在常温范围内已满足这条件),量子效应不起作用,q转公式的求和可代之以积分,结果得q转=T/θ转和Cv转=R,这正是能量均分定理所得的结果。当Tθ转时可得
随T减小而Cv转→0。由θ转的公式还可看出,转动惯量越大的分子,θ转越小,就不容易显现量子效应。图1中,Cv转在时有一个极大值,然后渐近地趋向于经典值。
对于同核双原子分子,例如氢分子,则必须考虑微观粒子的全同性质对转动状态的影响。两个原子核的自旋平行或反平行的状态不同,贡献的摩尔比热容是不同的。但在高温时仍同经典结果一致;在低温时,则同单原子气体行为一样:Cv转=0。
② 振动部分。由于原子之间通过化学键耦合得很强,所以内部原子的相对振动不属于哪一个原子,而是N 个原子集体的振动模式,故有3N-5或3N-6个自由度,也就有那么多的简正振动。每一种简正振动α(α=1,2,...,3N-5或3N-6)有它自己的振动频率vα,若某些频率一样,则频率是简并的。在简谐近似下,简正振动都是独立的,所以振动能量就是各个振动能量之和:
nα是属于简正振动α的振动量子数(nα=0,1,2,...),而配分函数
从而求得摩尔比热容
对于双原子分子气体,只有一个振动自由度(vα=v)。同样引入振动特征温度
则在T>>θ时,Cv=R,同经典结果一样而在T<<θ时,可得,随着温度的降低而Cv振→0。图2描绘了双原子分子气体Cv振/R 依赖于T/θ振的关系。
对于非理想气体,则由于分子之间存在相互作用,摩尔比热容还与气体浓度和相互作用势的形式有关。
然后将系统内能在体积V保持不变的情况下对温度T求导得出定容热容:
若将式中N换成阿伏伽德罗数,就得出定容摩尔热容,亦称定容摩尔比热容。
对理想气体,根据热力学公式
即可求得定压热容CP0。
分子由原子组成,原子由原子核和核外电子组成,配分函数的分子能级εi中应包含这些组成因素。原子核由于自旋方位不同的各态之间能量差,在产生原子光谱中是一种超精细结构,且核自旋同电子壳层的相互作用极其微弱,所以其影响在热力学过程中一般可以忽略。电子则由于所处的最低能级同最邻近的次高能级之差远比nT为大,激发它很困难,当温度改变时,它仍处在基态,对于热容就没有贡献。在不考虑具有核衰变的原子的情况下,配分函数公式中的εi只有分子作为整体的质心平动、整体的转动和内部原子间的相对振动这三部分的能量。①平动部分。平动能级的相对间距微不足道,分子作热运动时总可看作是连续的,所以平动部分对热容的贡献可用能量均分定理来处理。分子的平动自由度对定容热容的贡献是 而定容摩尔比热容是(以下均指定容摩尔比热容),R 是摩尔气体常数。②转动部分。组成多原子分子的原子愈重或数量愈多,转动惯量就愈大,转动的量子效应也就愈显现不出来。一般只考虑低温下较轻双原子分子气体转动的量子性;其他多原子分子或重原子的双原子分子一般可作经典处理。③振动部分。绝大多数的多原子分子在常温下振动能级间距比热运动能量kT大得多,也不容易激发它参与热运动,所以对比热容也没有贡献;只有在高温时才有贡献;温度再高时可作经典处理。事实上,多于两个原子组成的气体分子几乎都不可能达到经典处理时的温度,因为这时多原子分子已经分解了。
经典统计处理 用能量均分定理计算定容摩尔比热容。若分子由N个原子组成,就有3N个自由度,其中质心平动自由度有3个,平动能ε有三个二次方项,对摩尔比热容的贡献为。线型分子有两个转动自由度,转动能ε转有两个二次方项,对摩尔比热容的贡献为R;非线型分子有三个转动自由度,总可以找到三个主转动惯量轴,使转动能ε转有三个二次方项,所以对摩尔比热容的贡献为。剩下的3N-5或3N-6个是振动自由度,总可找到一种简正坐标,使振动能ε振具有3N-5或3N-6个二次方项,于是分子内部诸原子的相对振动自由度对摩尔比热容的贡献为:线型分子是(3N-5)R,非线型分子是(3N-6)R。
量子统计处理 在经典处理不适用时,就要计算配分函数q。若平、转、振三部分自由度是互相独立的,则可写为εi=ε+ε转+ε振,从而内能是各部分内能相加,也就可以分别地用定容热容公式求对摩尔比热容的贡献。
①转动部分。因一般只考虑双原子分子情形。对不同原子的双原子分子有
2j+1是动量矩不同取向的简并度;是分子的转动惯量,是折合质量,ro是两个原子核之间的平衡距离。令
θ转称为转动特征温度,可以用它来区别用经典的还是用量子的方法处理转动问题。当Tθ转时(在常温范围内已满足这条件),量子效应不起作用,q转公式的求和可代之以积分,结果得q转=T/θ转和Cv转=R,这正是能量均分定理所得的结果。当Tθ转时可得
随T减小而Cv转→0。由θ转的公式还可看出,转动惯量越大的分子,θ转越小,就不容易显现量子效应。图1中,Cv转在时有一个极大值,然后渐近地趋向于经典值。
对于同核双原子分子,例如氢分子,则必须考虑微观粒子的全同性质对转动状态的影响。两个原子核的自旋平行或反平行的状态不同,贡献的摩尔比热容是不同的。但在高温时仍同经典结果一致;在低温时,则同单原子气体行为一样:Cv转=0。
② 振动部分。由于原子之间通过化学键耦合得很强,所以内部原子的相对振动不属于哪一个原子,而是N 个原子集体的振动模式,故有3N-5或3N-6个自由度,也就有那么多的简正振动。每一种简正振动α(α=1,2,...,3N-5或3N-6)有它自己的振动频率vα,若某些频率一样,则频率是简并的。在简谐近似下,简正振动都是独立的,所以振动能量就是各个振动能量之和:
nα是属于简正振动α的振动量子数(nα=0,1,2,...),而配分函数
从而求得摩尔比热容
对于双原子分子气体,只有一个振动自由度(vα=v)。同样引入振动特征温度
则在T>>θ时,Cv=R,同经典结果一样而在T<<θ时,可得,随着温度的降低而Cv振→0。图2描绘了双原子分子气体Cv振/R 依赖于T/θ振的关系。
对于非理想气体,则由于分子之间存在相互作用,摩尔比热容还与气体浓度和相互作用势的形式有关。
说明:补充资料仅用于学习参考,请勿用于其它任何用途。
参考词条