53
Тогда энергия поступательного движения для одной частицы
Е
пост
.
= 3/2∙
kT,
где
k
–
постоянная Больцмана, равная 1,38∙10
–
23
Дж/К
.
Для
одного моля частиц
Е
пост
.
= 3/2∙
RT
(универсальная газовая
постоянная
R = k
∙
N
A
,
N
A
–
число Авогадро).
В некоторых случаях равнораспределяют по
степеням свободы
энергию и вращательного, и колебательного движения. Основное
различие: если на 1 вращательную
степень свободы приходится
энергия ½∙
kT
, то на 1 колебательную степень свободы –
kT
, т. к.
любое колебание атомов, например,
вдоль линии связи,
подразумевает движение с возвращающей силой.
При квантово
-
механическом подходе к вращательному и
колебательному движению двухатомных
частиц соответствующие
значения энергии выражаются следующим образом:
1) Для вращательного движения:
Е
вр.
=
(h
2
/8
π
2
I
)∙
j(j + 1),
где
h
–
постоянная Планка = 6,62∙10
–
34
Дж∙с;
I
–
момент инерции частицы АВ,
I
= μ∙
r
2
,
где
μ
–
приведѐнная
масса частицы АВ,
μ =
m
A
∙
m
B
/(m
A
+ m
B
),
r
–
расстояние между А и
В;
j
–
вращательное квантовое число,
принимающее любые целые
положительные значения.
2) Для колебательного движения:
Е
кол.
=
h
∙ν (υ
+ ½),
где
h
–
постоянная Планка;
ν
–
частота колебаний,
ν
= 1/2
π
k/
,
где
k
–
постоянная
величина, характеризующая упругость химической связи;
μ
–
приведѐнная
масса колеблющейся частицы;
υ
–
колебательное квантовое число, принимающее любые целые
положительные значения.
Отличие
основных вращательных и колебательных состояний:
при
j
= 0
E
вр.
= 0, а при
υ
= 0
Е
кол.
= ½
h
∙ν
.
Это означает, что для многоатомных
частиц в основном
состоянии существуют так называемые «нулевые» колебания.
Достарыңызбен бөлісу: 
