请阐明刚性双原子分子构成的理想气体,分子的转动对气体压强无贡献(同时存在平动).
来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/31 12:33:45
请阐明刚性双原子分子构成的理想气体,分子的转动对气体压强无贡献(同时存在平动).
暂不考虑平动.碰撞瞬间转动的分子在器壁上“滚过”,满足角动量守恒和动能守恒,分子失去了部分转动动能及角动量,而器壁则获得了这部分动能及角动量,但是器壁获得的速度的方向是平行于接触面的,这与引起压强的垂直于器壁方向的动量变化无关,所以,压强跟分子转动的动能无关.
另外,大量分子给予器壁的平行于接触面的动量可以彼此相互抵消,亦即某个分子转移给器壁的转动动能,器壁在别的时间和位置又会还给了另一个分子.
再问: 能否从分子间的静电作用代替不严格的碰撞和“滚动”模型来说明,讨论某一分子在器壁附近(进入斥力力程)转动时,同时受到若干器壁分子的作用和其它气体分子的作用,这个分子还能满足角动量守恒吗?
再答: 你说的有些道理。不过,如果说碰撞和“滚动”模型是不严格的,那经典静电作用仍然不严格,因为还有磁作用,还有全同费米子间波函交换反对称所导致的纯量子效应的所谓“交换力”也不容忽视。亦即,严格来说应用量子统计力学以及量子散射来处理此问,但那超出了我的水平。另一方面,量子力学带来这样一个好处——能量、动量、角动量的改变都是通过交换相应的量子(常以光子或声子为载体)来实现,如此一来,倘若转动的分子与器壁分子只交换角动量量子,那么就不会使器壁产生动量改变,也就不会产生相应的压力,而只能产生局部的应力。
另外,大量分子给予器壁的平行于接触面的动量可以彼此相互抵消,亦即某个分子转移给器壁的转动动能,器壁在别的时间和位置又会还给了另一个分子.
再问: 能否从分子间的静电作用代替不严格的碰撞和“滚动”模型来说明,讨论某一分子在器壁附近(进入斥力力程)转动时,同时受到若干器壁分子的作用和其它气体分子的作用,这个分子还能满足角动量守恒吗?
再答: 你说的有些道理。不过,如果说碰撞和“滚动”模型是不严格的,那经典静电作用仍然不严格,因为还有磁作用,还有全同费米子间波函交换反对称所导致的纯量子效应的所谓“交换力”也不容忽视。亦即,严格来说应用量子统计力学以及量子散射来处理此问,但那超出了我的水平。另一方面,量子力学带来这样一个好处——能量、动量、角动量的改变都是通过交换相应的量子(常以光子或声子为载体)来实现,如此一来,倘若转动的分子与器壁分子只交换角动量量子,那么就不会使器壁产生动量改变,也就不会产生相应的压力,而只能产生局部的应力。
请阐明刚性双原子分子构成的理想气体,分子的转动对气体压强无贡献(同时存在平动).
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