ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលផ្សេងៗ។ សម្ភារៈវិធីសាស្រ្ត។ ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុល ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃអាសូតគឺ

រហូតមកដល់ពេលនេះ យើងបានប្រើគំនិតនៃម៉ូលេគុលជាបាល់យឺតតូចបំផុត ដែលជាថាមពល kinetic ជាមធ្យមដែលត្រូវបានគេសន្មត់ថាស្មើនឹងថាមពល kinetic មធ្យមនៃចលនាបកប្រែ (សូមមើលរូបមន្ត 6.7)។ គំនិតនៃម៉ូលេគុលនេះមានសុពលភាពសម្រាប់តែឧស្ម័ន monatomic ប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងករណីនៃឧស្ម័ន polyatomic ការរួមចំណែកដល់ថាមពល kinetic ក៏ត្រូវបានធ្វើឡើងដោយការបង្វិល ហើយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ចលនារំញ័រនៃម៉ូលេគុល។

ដើម្បីប៉ាន់ប្រមាណថាតើប្រភាគនៃថាមពលរបស់ម៉ូលេគុលត្រូវបានគណនាដោយចលនានីមួយៗនេះ យើងណែនាំពីគោលគំនិត កម្រិតនៃសេរីភាព. ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃរាងកាយ (ក្នុងករណីនេះម៉ូលេគុល) ត្រូវបានគេយល់ថាជា ចំនួននៃកូអរដោនេឯករាជ្យដែលកំណត់ទាំងស្រុងនូវទីតាំងនៃរាងកាយនៅក្នុងលំហ។ យើងកំណត់ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលដោយអក្សរ i ។

ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមានលក្ខណៈ monatomic (ឧស្ម័នអសកម្ម He, Ne, Ar ។ ចាប់តាំងពីទីតាំងនៃសម្ភារៈត្រូវបានកំណត់ដោយកូអរដោនេបី x, y, z (រូបភាព 6.2, ក) ម៉ូលេគុល monatomic មានបីដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃចលនាបកប្រែ (i = 3) ។

ម៉ូលេគុលឧស្ម័នឌីអាតូមិក (H 2 , N 2 , O 2 ) អាចត្រូវបានតំណាងថាជាបណ្តុំនៃចំណុចវត្ថុធាតុដែលតភ្ជាប់យ៉ាងរឹងមាំពីរ - អាតូម (រូបភាព 6.2, ខ) ។ ដើម្បីកំណត់ទីតាំងនៃម៉ូលេគុលឌីអាតូម កូអរដោនេលីនេអ៊ែរ x, y, z គឺមិនគ្រប់គ្រាន់ទេ ដោយសារម៉ូលេគុលអាចបង្វិលជុំវិញកណ្តាលកូអរដោនេ។ វាច្បាស់ណាស់ថាម៉ូលេគុលបែបនេះមានប្រាំដឺក្រេនៃសេរីភាព (i=5): - បី - ចលនាបកប្រែ និងពីរ - ការបង្វិលជុំវិញអ័ក្សកូអរដោនេ (នៃមុំទាំងបី  1,  2,  3 មានតែពីរប៉ុណ្ណោះដែលឯករាជ្យ) .

ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមានអាតូមបី ឬច្រើនដែលមិនស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ដូចគ្នា (CO 2, NH 3) នោះវា (រូបភាព 6.2, គ) មានប្រាំមួយដឺក្រេនៃសេរីភាព (i = 6): បី - ចលនាបកប្រែ និងបី - ការបង្វិលជុំវិញអ័ក្សកូអរដោនេ។

វាត្រូវបានបង្ហាញខាងលើ (សូមមើលរូបមន្ត 6.7) ថាថាមពល kinetic ជាមធ្យម ចលនាបកប្រែនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នដ៏ល្អមួយ ដែលយកជា សម្ភារៈចំណុចស្មើនឹង 3/2kT ។ បន្ទាប់មក ក្នុងមួយដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃចលនាបកប្រែ មានថាមពលស្មើនឹង 1/2kT ។ ការសន្និដ្ឋាននេះនៅក្នុងរូបវិទ្យាស្ថិតិគឺមានលក្ខណៈទូទៅក្នុងទម្រង់នៃច្បាប់របស់ Boltzmann ស្តីពីការបែងចែកថាមពលម៉ូលេគុលឯកសណ្ឋាននៅទូទាំងកម្រិតនៃសេរីភាព៖ តាមស្ថិតិ ជាមធ្យមកម្រិតណាមួយនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលមានថាមពលដូចគ្នា ε i ស្មើនឹង៖

ដូច្នេះថាមពល kinetic ជាមធ្យមសរុបនៃម៉ូលេគុលមួយ។

(6.12)

តាមពិត ម៉ូលេគុលក៏អាចធ្វើចលនារំញ័រដែរ ហើយកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាព ជាមធ្យម ថាមពលពីរដងច្រើនជាងការបកប្រែ ឬបង្វិល ពោលគឺឧ។ kT លើសពីនេះទៀតនៅពេលពិចារណាគំរូឧស្ម័នដ៏ល្អតាមនិយមន័យយើងមិនបានគិតពីថាមពលសក្តានុពលនៃអន្តរកម្មរវាងម៉ូលេគុលទេ។

ចំនួនមធ្យមនៃការប៉ះទង្គិច និងផ្លូវទំនេរជាមធ្យមនៃម៉ូលេគុល

វាងាយស្រួលក្នុងការកំណត់លក្ខណៈដំណើរការនៃការប៉ះទង្គិចនៃម៉ូលេគុលដោយតម្លៃនៃអង្កត់ផ្ចិតដ៏មានប្រសិទ្ធិភាពនៃម៉ូលេគុល d ដែលត្រូវបានគេយល់ថាជាចម្ងាយអប្បបរមាដែលកណ្តាលនៃម៉ូលេគុលពីរអាចចូលទៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក។

ចម្ងាយជាមធ្យមដែលម៉ូលេគុលធ្វើដំណើររវាងការប៉ះទង្គិចគ្នាពីរជាប់ៗគ្នាត្រូវបានគេហៅថា មានន័យថាផ្លូវទំនេរម៉ូលេគុល .

ដោយសារតែភាពចៃដន្យនៃចលនាកម្ដៅ នោះគន្លងនៃម៉ូលេគុលគឺជាបន្ទាត់ដែលខូច ចំនុចបំបែកដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងចំនុចនៃការប៉ះទង្គិចរបស់វាជាមួយម៉ូលេគុលផ្សេងទៀត (រូបភាព 6.3)។ ក្នុងមួយវិនាទី ម៉ូលេគុលធ្វើដំណើរផ្លូវស្មើនឹងល្បឿនមធ្យមនព្វន្ធ . ប្រសិនបើ - ចំនួនមធ្យមនៃការប៉ះទង្គិចគ្នាក្នុងរយៈពេល 1 វិនាទី បន្ទាប់មកផ្លូវទំនេរជាមធ្យមនៃម៉ូលេគុលរវាងការប៉ះទង្គិចគ្នាពីរបន្តបន្ទាប់គ្នា

=/(6.13)

សម្រាប់ការកំណត់ ចូរស្រមៃមើលម៉ូលេគុលជាបាល់ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត d (ម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតនឹងត្រូវបានចាត់ទុកថាគ្មានចលនា)។ ប្រវែងនៃផ្លូវដែលធ្វើដំណើរដោយម៉ូលេគុលក្នុង 1 s នឹងស្មើនឹង . ម៉ូលេគុលនៅលើផ្លូវនេះនឹងបុកតែជាមួយម៉ូលេគុលទាំងនោះដែលកណ្តាលស្ថិតនៅខាងក្នុងស៊ីឡាំងដែលខូចនៃកាំ d (រូបភាព 6.3)។ ទាំងនេះគឺជាម៉ូលេគុល A, B, C ។

ចំនួនមធ្យមនៃការប៉ះទង្គិចក្នុង 1 s នឹងស្មើនឹងចំនួនម៉ូលេគុលនៅក្នុងស៊ីឡាំងនេះ៖

=n 0 V,

ដែល n 0 គឺជាកំហាប់នៃម៉ូលេគុល;

V គឺជាបរិមាណនៃស៊ីឡាំង ស្មើនឹង៖

V = πd ២

ដូច្នេះចំនួនមធ្យមនៃការប៉ះទង្គិច

= n 0 π ឃ ២

នៅពេលយកទៅក្នុងគណនីចលនានៃម៉ូលេគុលផ្សេងទៀតកាន់តែត្រឹមត្រូវ។

=
πd 2 n 0 (6.14)

បន្ទាប់មកផ្លូវទំនេរជាមធ្យមយោងទៅតាម (6.13) គឺស្មើនឹង:

(6.15)

ដូច្នេះ មាគ៌ាទំនេរជាមធ្យមគឺអាស្រ័យតែលើអង្កត់ផ្ចិតដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ូលេគុល d និងការប្រមូលផ្តុំរបស់ពួកគេ n 0 ។ ជាឧទាហរណ៍ ចូរយើងប៉ាន់ស្មាន និង . អនុញ្ញាតឱ្យ d ~ 10 -10 m, ~ 500 m/s, n 0 = 3 · 10 25 m -3 បន្ទាប់មក 3·10 9 ស –1 និង 7 · 10 - 8 m នៅសម្ពាធ ~10 5 Pa ។ នៅពេលដែលសម្ពាធថយចុះ (សូមមើលរូបមន្ត 6.8) កើនឡើង និងឈានដល់ទំហំរាប់សិបម៉ែត្រ។

1) កម្រិតនៃសេរីភាព- លក្ខណៈនៃចលនានៃប្រព័ន្ធមេកានិក។ ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពកំណត់ចំនួនអប្បបរមានៃអថេរឯករាជ្យ (កូអរដោនេទូទៅ) ដែលចាំបាច់ដើម្បីពិពណ៌នាពេញលេញអំពីចលនានៃប្រព័ន្ធមេកានិច។ ដូចគ្នានេះផងដែរចំនួននៃដឺក្រេនៃសេរីភាពគឺស្មើនឹងចំនួនសរុបនៃសមីការឯករាជ្យដែលពិពណ៌នាទាំងស្រុងអំពីថាមវន្តនៃប្រព័ន្ធ។

ប្រព័ន្ធរូបវន្តភាគច្រើនអាចមិនមែនតែមួយទេ ប៉ុន្តែជារដ្ឋជាច្រើន ដែលពិពណ៌នាដោយអថេរទាំងពីរ (ឧទាហរណ៍ កូអរដោណេនៃរាងកាយ) និងអថេរ (ឧទាហរណ៍ លេខបរិមាណនៃអេឡិចត្រុងក្នុងអាតូម) ។ "ទិសដៅ" ឯករាជ្យ អថេរកំណត់លក្ខណៈរបស់ប្រព័ន្ធត្រូវបានគេហៅថា កម្រិតនៃសេរីភាព.

2)ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាព- ចំនួនតូចបំផុតនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រដែលត្រូវកំណត់ដើម្បីកំណត់យ៉ាងច្បាស់ពីទីតាំងនៃរាងកាយនៅក្នុងលំហ។ តំណាងដោយ i.
តម្លៃអប្បបរមាដែលខ្ញុំអាចយកគឺ 3 ។
ដោយសារតែ កូអរដោនេបី x, y, z ។ នេះមានន័យថាចំណុចសម្ភារៈផ្លាស់ទីតែបណ្តើរៗ។
ប៉ុន្តែប្រសិនបើរាងកាយ ឬម៉ូលេគុលបង្វិល នោះចលនាបង្វិលនីមួយៗត្រូវបានផ្តល់កម្រិតសេរីភាពមួយទៀត។
ក្នុងករណីឧស្ម័ន diatomic i = 5 ។
ដោយសារតែ ម៉ូលេគុលរបស់វាអាចបង្វិលក្នុងប្លង់កាត់កែងពីរ។
ក្នុងករណីឧស្ម័ន triatomic i = 6 ។
ដោយសារតែ ម៉ូលេគុលរបស់វាមានសមត្ថភាពបង្វិលក្នុងយន្តហោះកាត់កែងគ្នាបី។
នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពកើនឡើង អាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលចាប់ផ្តើមញ័រ។ ចលនាយោលនីមួយៗត្រូវបានផ្តល់សេរីភាពពីរដឺក្រេ។ មួយត្រូវគ្នាទៅនឹងថាមពល kinetic មួយទៀតគឺថាមពលអន្តរកម្មសក្តានុពល។ ដូច្នេះជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសីតុណ្ហភាព ចំនួននៃដឺក្រេនៃសេរីភាពសម្រាប់ម៉ូលេគុលអាតូម 2 ឬច្រើនជាងនេះកើនឡើង។

M គឺជាម៉ាស់ឧស្ម័នតាមអំពើចិត្ត។
N គឺជាចំនួនភាគល្អិត។
ថាមពលខាងក្នុងនៃម៉ូលេគុលមួយ។

គុណនឹងចំនួនម៉ូលេគុល ដើម្បីទទួលបានថាមពលនៃឧស្ម័នទាំងមូល
U - ថាមពលខាងក្នុង

ប្រសិនបើមាន 1 mole នៃឧស្ម័ន

ប្រសិនបើឧស្ម័ន (nu) moles

ឬ

ថាមពលនេះត្រូវបានគេហៅថាថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័នឧត្តមគតិ។
ជាទូទៅថាមពលខាងក្នុងនៃរាងកាយគឺជាថាមពលសរុបដែលទាក់ទងនឹងម៉ូលេគុលខ្លួនឯង ពោលគឺថាមពល "មើលមិនឃើញ" របស់ពួកគេ។ នេះរួមបញ្ចូលទាំងថាមពល kinetic នៃចលនានៃម៉ូលេគុលខ្លួនឯង ថាមពល kinetic នៃចលនានៃអាតូមនៅខាងក្នុងម៉ូលេគុល (ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមិនមែនជា monatomic) ថាមពលសក្តានុពលនៃអន្តរកម្មរវាងអាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុល និងសូម្បីតែថាមពល kinetic នៃ ភាគល្អិតដែលបង្កើតជាអាតូម (នុយក្លេអ៊ែរ និងអេឡិចត្រុង)។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាមិនរាប់បញ្ចូលថាមពល kinetic ដែលឧស្ម័នអាចមាន ប្រសិនបើវាទាំងមូល ផ្លាស់ទី និងថាមពលសក្តានុពលដែលវាអាចមាន ប្រសិនបើវាស្ថិតនៅក្នុងវាលនៃកម្លាំងមួយចំនួន។ ថាមពលខាងក្នុងនៃម៉ាស់ដែលបានផ្តល់ឱ្យនៃឧស្ម័នដ៏ល្អមួយគឺអាស្រ័យ ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបមន្ត អាស្រ័យលើសីតុណ្ហភាព និងមិនអាស្រ័យលើសម្ពាធ ឬបរិមាណនៃឧស្ម័ននោះទេ។ (នេះ​មិន​មែន​ជា​ការ​ពិត​សម្រាប់​ឧស្ម័ន nonideal ។ )
ពីរូបមន្តខាងលើវាច្បាស់ណាស់ថាដើម្បីផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពនៃឧស្ម័នមួយអ្នកត្រូវផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងរបស់វា។ ការផ្លាស់ប្តូរថាមពល ដូចដែលគេស្គាល់ពីមេកានិក ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការងារ៖ ថាមពលនៃរាងកាយផ្លាស់ប្តូរ ប្រសិនបើរាងកាយធ្វើការ ឬការងារត្រូវបានធ្វើនៅលើរាងកាយ ហើយការផ្លាស់ប្តូរនេះគឺពិតជាស្មើនឹងការងារដែលបានធ្វើ។
ពីទីនេះវាហាក់ដូចជាធ្វើតាមថាការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពនៃឧស្ម័នឬរាងកាយណាមួយជាទូទៅអាចសម្រេចបានតែតាមរយៈការងារមេកានិចប៉ុណ្ណោះ: ដើម្បីកំដៅរាងកាយការងារត្រូវធ្វើនៅលើវាហើយដើម្បីធ្វើឱ្យត្រជាក់វាចាំបាច់ដើម្បីបង្កើតលក្ខខណ្ឌក្រោម។ ដែលខ្លួនវាអាចធ្វើបាន។ បទពិសោធន៍បង្ហាញថាសីតុណ្ហភាពរាងកាយពិតជាអាចផ្លាស់ប្តូរបានដោយការចំណាយនៃការងារមេកានិចសមស្រប។ ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលសាកសពប៉ះនឹងគ្នា ពួកវាឡើងកំដៅ (វិធីសាស្ត្របុរាណបំផុតក្នុងការដុតគឺផ្អែកលើនេះ)។ ដូចដែលនឹងត្រូវបានបង្ហាញខាងក្រោមឧស្ម័នក៏អាចត្រូវបានកំដៅដោយការអនុវត្តការងារ។

លក្ខណៈសំខាន់នៃប្រព័ន្ធទែរម៉ូឌីណាមិកគឺថាមពលខាងក្នុងរបស់វា។ ដូចដែលបានដឹងហើយថាថាមពលនៃរាងកាយមានថាមពល kinetic នៃចលនារបស់រាងកាយជាមួយនឹងល្បឿន v និងថាមពលសក្តានុពលនៃរាងកាយនៅក្នុងវាលកម្លាំងខាងក្រៅ (ទំនាញ, ម៉ាញេទិក, ល)៖

E fur =(1/2) mv 2 +E ញើស។

យោងទៅតាម MCT រាងកាយទាំងអស់មានម៉ូលេគុលដែលស្ថិតក្នុងស្ថានភាពនៃចលនាបន្ត វឹកវរ ពោលគឺពួកគេមានថាមពល kinetic ហើយដោយសារអន្តរកម្មជាមួយគ្នា ពួកគេមានថាមពលអន្តរកម្មសក្តានុពល។

ថាមពលខាងក្នុងគឺជាថាមពលសរុបនៃចលនាវឹកវរ (កំដៅ) នៃមីក្រូភាគល្អិតនៃប្រព័ន្ធ និងថាមពលនៃអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតទាំងនេះ។

ថាមពលខាងក្នុងគឺជាមុខងារមិនច្បាស់លាស់នៃស្ថានភាពទែរម៉ូឌីណាមិកនៃប្រព័ន្ធ (នៅពេលដែលប្រព័ន្ធផ្លាស់ប្តូរពីរដ្ឋមួយទៅរដ្ឋមួយទៀត ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងត្រូវបានកំណត់ដោយភាពខុសគ្នានៃតម្លៃនៃថាមពលខាងក្នុងនៃរដ្ឋទាំងនេះ និងមិនអាស្រ័យ។ នៅលើផ្លូវផ្លាស់ប្តូរ) ។

ដូចដែលត្រូវបានគេស្គាល់ពីមេកានិចចលនានៃសាកសព (ឬចំណុចសម្ភារៈ) កើតឡើងនៅក្នុងលំហនិងពេលវេលា។ ចលនាណាមួយនៃរាងកាយអាចត្រូវបានតំណាងថាជាការរួមបញ្ចូលគ្នានៃចលនាបកប្រែនិងបង្វិល។ ទីតាំងនៃរាងកាយនៅពេលនីមួយៗត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាព។

ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលគឺជាចំនួននៃអថេរឯករាជ្យ (កូអរដោនេ) ដែលកំណត់ទាំងស្រុងនូវទីតាំងនៃប្រព័ន្ធនៅក្នុងលំហ។

ម៉ូលេគុលនៃឧស្ម័ន monatomic (ដោយសារតែភាពតូចរបស់វា) អាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចំណុចសំខាន់មួយ ដែលសេរីភាពបីដឺក្រេនៃចលនាបកប្រែត្រូវបានកំណត់គុណលក្ខណៈ៖ i=i ប្រកាស (រូបភាព 8) ។

អង្ករ។ 8. ដើម្បីកំណត់ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពសម្រាប់ម៉ូលេគុល monatomic

ថាមពល kinetic ជាមធ្យមនៃចលនាបកប្រែនៃម៉ូលេគុល monatomic នៃឧស្ម័នដ៏ល្អគឺស្មើនឹង៖

E 0 = m 0 (v sq ) 2/2 = 3kT/2 ។

ដឺក្រេនៃការបង្វិលនៃសេរីភាពក្នុងករណីនេះមិនត្រូវបានគេយកមកពិចារណាទេចាប់តាំងពីពេលនៃនិចលភាពនៃម៉ូលេគុលដែលបានផ្តល់ឱ្យទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សនីមួយៗ: I x = mr 2, I y = mr 2, I z = mr 2, ចម្ងាយទៅ អ័ក្សនៃការបង្វិលគឺ r → 0 ដូច្នេះ I x → 0, I y →0, I z →0 បន្ទាប់មកថាមពល kinetic នៃការបង្វិលសម្រាប់អ័ក្សនីមួយៗ:

ពេលវេលា =Iω 2 → 0 ។

ម៉ូលេគុលឧស្ម័ន diatomic ត្រូវបានចាត់ទុកថាជាសំណុំនៃចំណុចសម្ភារៈពីរដែលភ្ជាប់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងដោយចំណងមិនខូចទ្រង់ទ្រាយ (រូបភាព 9) ។ បន្ថែមពីលើកម្រិតនៃការបកប្រែបីនៃសេរីភាព ម៉ូលេគុលបែបនេះមានកម្រិតបង្វិលពីរនៃសេរីភាព៖

អង្ករ។ 9. ដើម្បីកំណត់ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពសម្រាប់ម៉ូលេគុល diatomic

i=i ប្រកាស +i បង្វិល =5

ម៉ូលេគុល Triatomic និង polyatomic nonlinear មានប្រាំមួយដឺក្រេនៃសេរីភាព: ការបកប្រែបី និងការបង្វិលបី (រូបភាព 10):

អង្ករ។ 10. ដើម្បីកំណត់ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពសម្រាប់ម៉ូលេគុល triatomic

i=i ប្រកាស +i បង្វិល =6

តាមការពិតមិនមានទំនាក់ទំនងតឹងរឹងរវាងអាតូមទេ។ អាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលអាចផ្លាស់ទីទៅជិត និងដាច់ពីគ្នា ពោលគឺពួកវាអាចញ័រជុំវិញទីតាំងលំនឹងមួយ។ ថាមពលនៃចលនារំញ័រនៃម៉ូលេគុលមួយគឺជាផលបូកនៃថាមពល kinetic និងសក្តានុពល ដែលតម្លៃជាមធ្យមគឺដូចគ្នា។ ដូច្នេះសម្រាប់ម៉ូលេគុលពិតប្រាកដ វាក៏ចាំបាច់ផងដែរដើម្បីយកទៅក្នុងគណនីកម្រិតនៃសេរីភាពនៃចលនារំញ័រ។

នៅក្នុងរូបវិទ្យាស្ថិតិបុរាណ ច្បាប់របស់ Boltzmann ស្តីពីការបែងចែកឯកសណ្ឋាននៃថាមពលលើដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានយកមក៖ សម្រាប់ប្រព័ន្ធស្ថិតិនៅក្នុងស្ថានភាពនៃលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក សម្រាប់កម្រិតនៃការបកប្រែ និងបង្វិលនៃសេរីភាពនីមួយៗ មានថាមពល kinetic ជាមធ្យមស្មើនឹង kT/2 និងសម្រាប់កម្រិតរំញ័រនីមួយៗនៃសេរីភាព - ជាមធ្យមថាមពលគឺស្មើនឹង។ ថាមពលមធ្យមនៃម៉ូលេគុលគឺ៖

(ε)=·kT, (46)

កន្លែងដែល i=i ប្រកាស +i ការបង្វិល +2i យោល។

វាត្រូវបានបង្កើតឡើងថាទោះជាយ៉ាងណាថាមពលនៃចលនាបកប្រែ និងបង្វិលនៃម៉ូលេគុលគឺតិចជាងថាមពលនៃចលនារំញ័រនៃអាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុល ដូច្នេះកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាពមានការរំភើបនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។

ថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័នឧត្តមគតិមានតែថាមពល kinetic នៃម៉ូលេគុលទាំងអស់ក្នុងបរិមាណដែលបានផ្តល់ឱ្យ ចាប់តាំងពីថាមពលសក្តានុពលនៃអន្តរកម្មរវាងម៉ូលេគុល យោងទៅតាមការសន្មត់នៃគំរូឧស្ម័នឧត្តមគតិ (ផ្នែកទី 1.3) អាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់។

សម្រាប់មួយ mole នៃឧស្ម័នដ៏ល្អ:

U m =EN A =·kN A T

ថាមពលខាងក្នុងសម្រាប់ម៉ាស់តាមអំពើចិត្តនៃឧស្ម័នឧត្តមគតិ៖

ដើម្បីយល់ពីទំនាក់ទំនងរវាងសីតុណ្ហភាព និងថាមពលខាងក្នុង ចូរយើងនិយាយឡើងវិញនូវគំនិតដែលបានណែនាំពីមុននៅក្នុងមេកានិច - ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាព.

នៅក្នុង§ 1.3 វាត្រូវបានបង្ហាញថា សម្ពាធឧស្ម័នគឺស្មើនឹងលេខ កម្លាំងជំរុញដែលត្រូវបានផ្ទេរក្នុងមួយឯកតាពេលទៅតំបន់ឯកតានៃជញ្ជាំង ជាលទ្ធផលនៃផលប៉ះពាល់នៃម៉ូលេគុលនៅលើវា ដូច្នេះសម្ពាធត្រូវបានកំណត់ដោយថាមពលមធ្យមតែប៉ុណ្ណោះ។ រីកចម្រើនចលនាម៉ូលេគុល

ចលនាទៅមុខនៃប្រព័ន្ធណាមួយ "ទាំងមូល" ត្រូវបានកំណត់ដោយចលនានៃចំណុចតែមួយ: កណ្តាលនៃម៉ាស់របស់វា។ ជាពិសេស សន្ទុះសរុបនៃប្រព័ន្ធមិនទាក់ទងគ្នាណាមួយគឺស្មើនឹងផលិតផលនៃម៉ាស់នៃប្រព័ន្ធនេះ និងល្បឿននៃចលនានៃកណ្តាលនៃម៉ាស់របស់វា។ ថាមពលនៃចលនាបកប្រែនៃប្រព័ន្ធ "ទាំងមូល" គឺស្មើនឹង . ដូច្នេះសម្រាប់ការពិពណ៌នាពេញលេញនៃចលនាបកប្រែនៃប្រព័ន្ធណាមួយនៅក្នុង បីវិមាត្រចន្លោះវាចាំបាច់ និងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបញ្ជាក់តម្លៃ បីកូអរដោនេនៃចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់។ ដូច្នេះ ចលនាបកប្រែ មិនថាប្រព័ន្ធត្រូវបានរៀបចំឡើងដោយរបៀបណានោះទេ តែងតែត្រូវគ្នាទៅនឹងកម្រិតនៃការបកប្រែចំនួនបីនៃសេរីភាព៖ .

យើងអាចនិយាយបានថា “តាមទស្សនៈនៃចលនាបកប្រែ” ប្រព័ន្ធណាមួយអាចត្រូវបានតំណាងយ៉ាងពិតប្រាកដ និងមិនប្រមាណជាទម្រង់នៃចំណុចសម្ភារៈតែមួយដែលស្របគ្នានឹងចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់នៃប្រព័ន្ធ និងមានម៉ាស់ស្មើនឹង ម៉ាស់នៃប្រព័ន្ធ (រូបភាព 1.15) ។

អង្ករ។ ១.១៥. ម៉ូលេគុលម៉ូលេគុល

ប្រសិនបើយើងនិយាយអំពីថាមពលខាងក្នុងសរុបនៃឧស្ម័ន យូជាទូទៅវាមានធាតុផ្សំជាច្រើនដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងប្រភេទចលនាដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់នៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ និងថាមពលនៃអន្តរកម្មនៃម៉ូលេគុលជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក។ នៅពេលពិចារណាលើឧស្ម័នដ៏ល្អ ថាមពលអន្តរកម្មនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានមិនអើពើ។

ដំបូងយើងពិចារណាឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូ ឧទាហរណ៍ អេលីយ៉ូម។ ការពិតគឺថាឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូទាំងអស់គឺជា monatomic ដែលក្នុងនោះ helium គឺស្រាលបំផុត ហើយតាមនោះមានរចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញបំផុត។ អាតូមអេលីយ៉ូម (មានន័យថាអ៊ីសូតូបចម្បង) គឺជាស្នូលដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាននៃប្រូតុង 2 និងនឺត្រុង 2 និងសំបកអេឡិចត្រុងនៃអេឡិចត្រុងអវិជ្ជមានចំនួន 2 ។ សរុបចំនួន 6 ភាគល្អិត ប្រសិនបើពួកវានីមួយៗត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចំណុចសម្ភារៈ នោះនេះគឺជា 18 ដឺក្រេនៃសេរីភាព។ ប៉ុន្តែ​មិនមែន​អ្វីៗ​ទាំងអស់​អាប់អួរ​ខ្លាំង​នោះ​ទេ មេកានិច​កង់ទិច​ជួយ​ចេញ។ ដោយមិនចូលទៅក្នុង "quantum" លម្អិត, យើងចង្អុលបង្ហាញថាដើម្បីផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមអេលីយ៉ូម, ពោលគឺ: ដើម្បីផ្ទេរវាពីស្ថានភាពដីជាមួយនឹងថាមពលអប្បបរមាដែលអាចធ្វើបានទៅជារដ្ឋរំភើបជាមួយនឹងថាមពលខ្ពស់, វា គឺចាំបាច់ អប្បបរមាថាមពលប្រហែល 20 eV ។ ជាក់ស្តែងជាងនេះទៅទៀត ជាឧទាហរណ៍ នៅពេលដែលសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមអេលីយ៉ូមរំភើប ការផ្លាស់ប្តូរដែលទាមទារ 19.8198 eV គឺអាចធ្វើទៅបាន។ វិសាលគមថាមពលនៃអាតូមគឺដាច់ពីគ្នា៖ វាងាយស្រួលក្នុងការទទួលយកអាតូមអេលីយ៉ូមដែលមានថាមពលទាប មិនអាចនោះហើយជារបៀបដែលគាត់បានរចនា។ នៅពេលដែលអាតូមអេលីយ៉ូមបុកជាមួយអេឡិចត្រុងនៃថាមពលទាប អាតូមអេលីយ៉ូមនឹងនៅតែស្ថិតក្នុងសភាពដើម - ដីជាមួយនឹងថាមពលខាងក្នុងទាបបំផុត ដែលតម្លៃរបស់វាអាស្រ័យតែលើជម្រើសនៃចំណុចយោងថាមពល ហើយជាញឹកញាប់បំផុត ត្រូវបានគេយកយ៉ាងសាមញ្ញស្មើនឹងសូន្យ។ ការប៉ះទង្គិចបែបនេះនឹងមានភាពយឺតយ៉ាវ។ ចំណាំ​ថា

ដូច្នេះថាមពលនៃ 20 eV ត្រូវគ្នាទៅនឹងសីតុណ្ហភាពនៃលំដាប់នៃ kelvins ។ វាប្រហែលជាមិនពិបាកយល់ទេថា សូម្បីតែនៅសីតុណ្ហភាព K ក៏ដោយ អាតូមអេលីយ៉ូមធ្វើចលនាយ៉ាងលឿន ដែលថាមពលនៃចលនាដែលទាក់ទងរបស់ពួកគេគឺធំជាងតម្លៃមធ្យមរបស់វានឹង 100 ដង។ ប៉ុន្តែបន្ទាប់មកការប៉ះទង្គិចដែលអមដោយការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងនៃអាតូមដែលប៉ះទង្គិចគ្នានឹងកម្រមានណាស់ ដូច្នេះវត្តមានអាតូមដែលមានសំបកអេឡិចត្រុងរំភើបអាចត្រូវបានគេមិនយកចិត្តទុកដាក់ ហើយគេអាចសន្មត់បានថាអាតូមទាំងអស់មានសំបកអេឡិចត្រុង។ នៅក្នុងស្ថានភាពដីដូចគ្នាជាមួយនឹងថាមពលអប្បបរមាដែលអាចធ្វើបាន។ វាមិនសូវសំខាន់ទេដែលសំបកអេឡិចត្រុងនៃអាតូមទាំងអស់មានថាមពលអប្បបរមាដែលអាចធ្វើបានព្រោះវាសំខាន់ដែលវា ដូចគ្នានៅក្នុងអាតូមទាំងអស់និង មិនផ្លាស់ប្តូរទោះបីជាឧស្ម័នក្តៅខ្លាំងក៏ដោយ។ បន្ទាប់មក ថាមពលសរុបនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមទាំងអស់គឺគ្រាន់តែថេរស្មើនឹង , កន្លែងណា នគឺជាចំនួនអាតូមនៅក្នុងឧស្ម័ន ហើយជាថាមពលនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូមនីមួយៗ។ សម្រាប់ចំនួនអាតូមសរុបថេរ តម្លៃនេះមិនអាស្រ័យលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រណាមួយនៃស្ថានភាពឧស្ម័ននោះទេ។. វានៅតែត្រូវចងចាំម្តងទៀតថាថាមពលតែងតែត្រូវបានកំណត់រហូតដល់ថេរបន្ថែមហើយបោះចោលថេរនេះដោយផ្លាស់ប្តូរប្រភពដើមនៃថាមពល។

ដើម្បីផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពនៃនុយក្លេអ៊ែរ អាតូមិក ថាមពលរាប់រយពាន់នៃ eV ត្រូវបានទាមទារ ដែលមានតម្លៃខ្ពស់ខ្លាំង "នៅលើមាត្រដ្ឋានឧស្ម័ន" ។ សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវគ្នាត្រូវបានគេសង្កេតឃើញតែនៅក្នុងតំបន់ខាងក្នុងនៃផ្កាយប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះលទ្ធភាពនៃការផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាពផ្ទៃក្នុង ស្នូលកំឡុងពេលប៉ះទង្គិច នៅក្នុងឧស្ម័នមិនចាំបាច់និយាយទេ (នេះសំដៅទៅលើស្នូលមានស្ថេរភាព ការពុកផុយដែលអាចកើតមាននៃស្នូលមិនស្ថិតស្ថេរមិនមានជាប់ទាក់ទងនឹងប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃស្ថានភាពឧស្ម័នទេ)។

តើនៅសល់អ្វី? អ្វីដែលនៅសេសសល់គឺចលនាបកប្រែនៃអាតូមទាំងមូល ពោលគឺកម្រិតនៃការបកប្រែបីនៃសេរីភាព។ នេះបង្ហាញពីភាពត្រឹមត្រូវនៃការប្រើប្រាស់គំរូនេះ៖

ក្នុង​ករណី​នេះ សូម​ធ្វើការ​កក់ទុក​ថា​នៅពេលនេះ យើង​មិន​ចាប់អារម្មណ៍​លើ​ដំណើរការ​នៃ​ការ​បង្កើត​លំនឹង​ទែរម៉ូឌីណាមិក​ក្នុង​ឧស្ម័ន​ទេ។ លំនឹងត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងជាក់លាក់ជាលទ្ធផលនៃអន្តរកម្មនៃភាគល្អិតឧស្ម័នកំឡុងពេលប៉ះទង្គិចគ្នា ដូច្នេះគំរូ "អាតូម - ចំណុចសម្ភារៈ" មិនពិពណ៌នាអំពីដំណើរការបែបនេះទេ។

ទីតាំងជាមួយសែលអេឡិចត្រុងមិនផ្លាស់ប្តូរទេ ប្រសិនបើអាតូមជាផ្នែកនៃម៉ូលេគុលប៉ូលីអាតូមិច។ ថាមពលអប្បបរមាដែលត្រូវការដើម្បីផ្លាស់ប្តូរស្ថានភាព (ការរំភើប) នៃសែលអេឡិចត្រុងនៃម៉ូលេគុលគឺប្រហែលដូចគ្នាទៅនឹងការរំភើបនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃអាតូម។ តួរលេខលក្ខណៈនៃពិភពអាតូម-ម៉ូលេគុលគឺប្រហែល 10 eV ដែលត្រូវនឹងសីតុណ្ហភាពប្រហែលរាប់រយពាន់នៃ kelvins ។ នៅសីតុណ្ហភាពបែបនេះ ឧស្ម័នលែងជាឧស្ម័នទៀតហើយ ប៉ុន្តែជាប្លាស្មាដែលមានសីតុណ្ហភាពទាប។ ដូច្នេះ ខណៈពេលដែលឧស្ម័ននៅតែជាឧស្ម័ន នៅក្នុងករណីភាគច្រើនលើសលប់ យើងអាចសន្មត់ដោយភាពត្រឹមត្រូវដ៏ល្អឥតខ្ចោះថាសំបកអេឡិចត្រុងនៃម៉ូលេគុលឧស្ម័នទាំងអស់ស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពដូចគ្នា ថាមពលសរុបរបស់វាគឺ ថេរឯករាជ្យនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្ររដ្ឋឧស្ម័នដែលអាចត្រូវបានលុបចោល។ ជាការពិតណាស់មានករណីលើកលែងដែលតម្រូវឱ្យមានការប្រុងប្រយ័ត្នមួយចំនួន។ ជាឧទាហរណ៍ ម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែនមាន - តាមស្តង់ដារអាតូម-ម៉ូលេគុល - ជាស្ថានភាពរំភើបដែលមានអាយុកាលយូរ ដែលម៉ូលេគុលនេះត្រូវការត្រឹមតែ 0.982 អ៊ីវី។ វាស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនេះ ដែលម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែនមានសកម្មភាពគីមីខ្លាំង នេះជាករណីលើកលែងដ៏សំខាន់ និងគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ចំពោះលទ្ធផលរបស់វា ប៉ុន្តែករណីលើកលែងដែលត្រូវតែគិតគូរជាដាច់ខាតចំពោះបញ្ហាពាក់ព័ន្ធ ឧទាហរណ៍ នៅពេលគណនាអត្រានៃប្រតិកម្មគីមី។ ពាក់ព័ន្ធនឹងម៉ូលេគុលនេះ។

ដូច្នេះសូម្បីតែនៅក្នុងសមាសភាពនៃម៉ូលេគុលអាតូមមួយអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចំណុចសម្ភារៈមួយ។

អនុញ្ញាតឱ្យយើងផ្តោតលើដោយឡែកពីគ្នាលើការគណនាចំនួននៃការបង្វិល និងកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុល polyatomic ។ ចូរចាប់ផ្តើមដោយពិចារណាពីដឺក្រេរង្វិលនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុល diatomic មួយ។ ម៉ូលេគុល diatomic ទាំងអស់គឺលីនេអ៊ែរសម្រាប់ហេតុផលសាមញ្ញដែលចំណុចខុសគ្នាពីរកំណត់បន្ទាត់ត្រង់មួយ ម្យ៉ាងវិញទៀត ចំនុចពីរតែងតែស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ដូចគ្នា (រូបភាព 1.16)។ វាក៏មានម៉ូលេគុលស្មុគ្រស្មាញច្រើនដែរ ប៉ុន្តែជាឧទាហរណ៍ ម៉ូលេគុលកាបូនឌីអុកស៊ីតគឺលីនេអ៊ែរ៖ នៅក្នុងស្ថានភាពដី (ជាមួយនឹងថាមពលទាបបំផុត) អាតូមទាំងបីរបស់វាស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ដូចគ្នា។

អង្ករ។ ១.១៦. ម៉ូលេគុល Diatomic

ជាធម្មតា នៅពេលគណនាថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័ន ការបង្វិលនៃម៉ូលេគុលលីនេអ៊ែរត្រូវបានគិតតែជុំវិញអ័ក្សសំខាន់ពីររបស់វាប៉ុណ្ណោះ ដោយឆ្លងកាត់កណ្តាលនៃម៉ាស់ និងកាត់កែងទៅនឹងអ័ក្សនៃម៉ូលេគុល ការបង្វិលម៉ូលេគុលជុំវិញរបស់វា អ័ក្សស៊ីមេទ្រីមិនត្រូវបានគេចាត់ទុកថាត្រឹមត្រូវទេ។ ប៉ុន្តែនៅលើមូលដ្ឋាននេះ វាត្រូវបានចែងថា ម៉ូលេគុលលីនេអ៊ែរមានត្រឹមតែ 2 ដឺក្រេរង្វិលនៃសេរីភាព ដែលជាប្រភេទមិនត្រឹមត្រូវ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយយើងនឹងបន្តសរសេរតាមវិធីនេះដែលជាការពិតណាស់តម្រូវឱ្យមានការពន្យល់។ ការពិតដែលថាមានកម្រិតបង្វិលពីរនៃសេរីភាពគឺពិតជាមិនត្រឹមត្រូវសម្រាប់ហេតុផលខាងក្រោម។ ម៉ូលេគុលលីនេអ៊ែរ គឺជាការបង្កើតលំហដែលមានវិមាត្រកំណត់ក្នុងវិមាត្រទាំងបី។ ឧទាហរណ៍ ចម្ងាយរវាងស្នូលក្នុងម៉ូលេគុលមួយគឺម៉ែត្រ ហើយកាំ kinetic ឧស្ម័ន (កាំក្នុងគំរូ៖ ម៉ូលេគុល - បាល់) គឺស្មើនឹងម៉ែត្រ។ កាំនៃស្នូលអាសូតគឺស្ថិតនៅលើលំដាប់នៃម៉ែត្រ។ ដោយពិចារណាលើវា សំណួរស្របច្បាប់មួយកើតឡើង៖ "ហេតុអ្វីបានជាវាមិនគួរបង្វិលជុំវិញអ័ក្សរបស់វា?" មេកានិច Quantum គឺត្រូវស្តីបន្ទោសម្តងទៀត។ ការគណនាមេកានិច Quantum បង្ហាញថាថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីជំរុញការបង្វិលជុំវិញអ័ក្សជាក់លាក់មួយគឺ សមាមាត្របញ្ច្រាស ពេលនៃនិចលភាពទាក់ទងទៅនឹងអ័ក្សនេះ។ ដូច្នេះហើយ យើងមិននិយាយអំពីការបង្វិលស្នូលដ៏គួរឱ្យរំភើបនោះទេ កាំនៃ "បាល់" ទាំងនេះគឺតូចពេក ហើយអាស្រ័យហេតុនេះ ថាមពលអប្បបរមាដែលត្រូវការដើម្បីនាំពួកវាទៅក្នុងចលនាបង្វិលគឺធំពេក។ ទាំងនេះគឺរាប់រយគីឡូអេឡិចត្រុងវ៉ុលម្តងទៀត៖ អ្វីដែលគេហៅថាកម្រិតថាមពលបង្វិលនៃស្នូល។ មានរឿងតែមួយគត់គឺដើម្បី "រុំ" សែលអេឡិចត្រុងរបស់វានៅជុំវិញអ័ក្សនៃម៉ូលេគុលប៉ុន្តែការផ្លាស់ប្តូរណាមួយនៅក្នុងស្ថានភាពនៃសែលអេឡិចត្រុងតម្រូវឱ្យមានថាមពលនៃលំដាប់នៃ 10 eV ។ ជាពិសេស ដើម្បី "បង្វិល" ម៉ូលេគុលជុំវិញអ័ក្សរបស់វា ពោលគឺដើម្បីផ្ទេរម៉ូលេគុលទៅកាន់ស្ថានភាពរំជើបរំជួលដំបូង 7.35 eV ត្រូវបានទាមទារ ដែលត្រូវនឹងសីតុណ្ហភាពលើសពីចិតសិបពាន់ដឺក្រេ។ ដូច្នេះនៅសីតុណ្ហភាព "ឧស្ម័ន" នោះគឺនៅសីតុណ្ហភាពទាំងនោះនៅពេលដែលឧស្ម័ននៅតែជាឧស្ម័នហើយមិនមែនជាប្លាស្មា (តិចជាងជាច្រើនពាន់ដឺក្រេ) ចំនួននៃម៉ូលេគុលលីនេអ៊ែរដែលបង្វិលជុំវិញអ័ក្សរបស់ពួកគេនឹងមានការធ្វេសប្រហែស។

អង្ករ។ ១.១៧. ម៉ូលេគុលលីនេអ៊ែរ

ស្ថានភាពទូទៅគឺនេះ។ អវត្តមានជាក់ស្តែងម៉ូលេគុលមានកម្រិតជាក់លាក់នៃសេរីភាព ដោយសារតែការពិតដែលថាថាមពលដែលត្រូវការដើម្បីរំភើបនឹងប្រភេទចលនាដែលត្រូវគ្នា ដោយសារតែហេតុផលកង់ទិច, ច្រើន​ពេក អស្ចារ្យ(មិនតូចទេ! រូប ១.១៧)។ ម៉ូលេគុលដែលប្រភេទនៃចលនាទាំងនេះមានការរំភើបជាលទ្ធផលនៃការប៉ះទង្គិចគ្នានៃម៉ូលេគុលគ្នាទៅវិញទៅមកមិនមានវត្តមានទាល់តែសោះ (ក្នុងបរិមាណសមហេតុផលនៃឧស្ម័ន) ឬពួកវាមានវត្តមាន ប៉ុន្តែក្នុងបរិមាណតិចតួចដែលរួមចំណែកដល់ ថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័ននៃប្រភេទនៃចលនាទាំងនេះគឺមានការធ្វេសប្រហែស។ នេះអនុវត្តចំពោះគ្រប់កម្រិតនៃសេរីភាពទាំងនោះដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងអេឡិចត្រុងនៃសែលអេឡិចត្រុងនៃម៉ូលេគុល។ វាគឺសម្រាប់ហេតុផលនេះ ដែលទាំងអាតូមដាច់ស្រយាល និងអាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយអាចត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចំណុចសម្ភារៈ (រូបភាព 1.18) ។

អង្ករ។ ១.១៨. ម៉ូលេគុល Triatomic

នៅក្នុងទិដ្ឋភាពខាងលើការកំណត់ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃគំរូ: "អាតូម - ចំណុចសម្ភារៈ" មកដូចខាងក្រោម។

ប្រសិនបើម៉ូលេគុលមានអាតូម - ចំណុចសម្ភារៈ កម្រិតនៃសេរីភាព៖

សរុប- ក្នុងចំណោមពួកគេ៖

រីកចម្រើន- 3 ជានិច្ច,

បង្វិល- 3 (ម៉ូលេគុលលំហ) ឬ 2 (ម៉ូលេគុលលីនេអ៊ែរ)

លំយោល។- ឬសម្រាប់ម៉ូលេគុលលំហ (លីនេអ៊ែរ) ។

យើងណែនាំយ៉ាងមុតមាំថាអ្នករាប់កម្រិតនៃសេរីភាពក្នុងលំដាប់នេះ៖ ទាំងអស់ ការបកប្រែ ការបង្វិល និងអ្វីដែលនៅសេសសល់គឺជាលំយោល។ អ្នកមិនគួរពឹងផ្អែកលើរូបមន្តគីមីរចនាសម្ព័ន្ធទេ ពួកវាបង្ហាញពីចំណងគីមី ហើយមិនមែនជាលទ្ធភាពនៃចលនារំញ័រជាក់លាក់នៃក្រុមនៃស្នូល ឬស្នូលនីមួយៗនៃអាតូមដែលបង្កើតជាម៉ូលេគុលនោះទេ។ ជាឧទាហរណ៍ លទ្ធភាពនៃការរំញ័ររមួលមិនត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងតាមមធ្យោបាយណាមួយឡើយ។ ការប្រើរូបមន្តទាំងនេះច្រើនតែនាំឱ្យមានកំហុសនៅពេលគណនាចំនួនកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាព។ មានរឿងតែមួយគត់ដែលអ្នកត្រូវដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលមួយ: ថាតើវាជាលីនេអ៊ែរឬអត់។

ចូរយើងផ្តល់ឧទាហរណ៍បីនៃការគណនាចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពសម្រាប់ម៉ូលេគុល . ជាដំបូងសូមណែនាំ "លេខបុរាណ" ដែលយើងសម្គាល់ថា វានឹងត្រូវការនៅពេលក្រោយ៖

នេះគឺជាចំនួននៃដឺក្រេនៃការបកប្រែនៃសេរីភាព ចំនួននៃការបង្វិលដឺក្រេនៃសេរីភាព និងចំនួននៃកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាព។ ដោយសារតែពីរនៅខាងមុខ លេខនេះមិនស្មើនឹងចំនួនសរុបនៃដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលទេ ហើយមិនគួរត្រូវបានគេហៅថានោះទេ។

តារាង 1.4.1 ។

ម៉ូលេគុល / ដឺក្រេ សេរីភាព;	លីនេអ៊ែរ		លីនេអ៊ែរ	ផ្ទះល្វែងឬ លំហ
រីកចម្រើន
បង្វិល
Oscillatory

ម៉ូលេគុលអេតានមានរចនាសម្ព័ន្ធលំនឹងពីរ៖ ក្នុងករណីមួយ អាតូមទាំងប្រាំបីស្ថិតនៅក្នុងយន្តហោះតែមួយ ហើយនៅក្នុងការកំណត់លំនឹងផ្សេងទៀត យន្តហោះដែល "ឆ្វេង" បួន និង "ស្តាំ" បួនកុហកកាត់កែងគ្នាទៅវិញទៅមក។ នៅក្នុងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធលំនឹងទាំងពីរ ការរំញ័របង្វិលនៃយន្តហោះទាំងនេះជាមួយនឹងអាតូមនៅជិតទីតាំងលំនឹងគឺអាចធ្វើទៅបាន។ ការរំញ័រនៃអាតូម ឬជាស្នូលនៃអាតូមដែលជាផ្នែកមួយនៃម៉ូលេគុលប៉ូលីអាតូម គឺជាចលនាខាងក្នុងនៅក្នុងម៉ូលេគុល ដូច្នេះវាជាការងាយស្រួលបំផុតក្នុងការពិចារណាចលនានេះនៅក្នុងប្រព័ន្ធនៃកណ្តាលនៃម៉ាស់ម៉ូលេគុល។

ដើម្បីយល់ពីមូលហេតុដែលម៉ូលេគុលទឹក triatomic មានកម្រិតរំញ័របីនៃសេរីភាព ហើយម៉ូលេគុលកាបូនឌីអុកស៊ីត triatomic មានបួន អនុញ្ញាតឱ្យយើងពិចារណារបៀបរំញ័រធម្មជាតិនៃ nuclei នៅក្នុងម៉ូលេគុល .

របៀបរំញ័រទាំងបួននៃម៉ូលេគុលនេះមានដូចខាងក្រោម។ ម៉ូដស៊ីមេទ្រី៖ ស្នូលទាំងបីនៅតែស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ដូចគ្នា ស្នូលកាបូនគឺគ្មានចលនា ស្នូលអុកស៊ីសែនទាំងពីរញ័រនៅក្នុង antiphase ពោលគឺសម្រាប់ពាក់កណ្តាលរយៈពេលដែលពួកគេចូលទៅជិតគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយស្នូលកាបូនផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកវាពីភាគីផ្ទុយគ្នាពីរ។ ពាក់កណ្តាលផ្សេងទៀតនៃរយៈពេលដែលពួកគេនៅតែស្ថិតក្នុង antiphase ផ្លាស់ទីឆ្ងាយពីគ្នាទៅវិញទៅមក និងពីស្នូលកាបូន។ ម៉ូដ Asymmetrical៖ ស្នូលទាំងបីនៅតែស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ដូចគ្នា ស្នូលអុកស៊ីហ្សែនពីរដែលជាស្នូលតែមួយ (ជាមួយចម្ងាយថេររវាងពួកវា) ញ័រនៅក្នុង antiphase ជាមួយស្នូលកាបូន។ ធ្វើឱ្យមុខងារខូចទ្រង់ទ្រាយទ្វេដង៖ ស្នូលមិនស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ដូចគ្នា; នៅពេលពួកគេចាកចេញពីទីតាំងលំនឹងដែលស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ ពួកគេ (ទាំងបី) ផ្លាស់ទីក្នុងទិសដៅកាត់កែងទៅបន្ទាត់នេះ។ បើនិយាយដោយទាក់ទងគ្នា អ័ក្សនៃម៉ូលេគុលគឺផ្ដេក ហើយស្នូលកាបូនផ្លាស់ទីឡើងលើ នោះស្នូលអុកស៊ីហ្សែនទាំងពីរផ្លាស់ទីចុះក្រោម។ នោះគឺ ស្នូលអុកស៊ីហ្សែនពីរញ័រក្នុងដំណាក់កាលជាមួយគ្នា និងចេញពីដំណាក់កាលជាមួយស្នូលកាបូន។ នេះអាចយល់បាន៖ បើមិនដូច្នេះទេ ចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាសនៃម៉ូលេគុលនឹងមិននៅស្ងៀមឡើយ។

ពីរស្មើគ្នាយ៉ាងតឹងរ៉ឹងប្រេកង់ធម្មជាតិនៃទម្រង់ degenerate degenerate ពីរដងត្រូវគ្នាទៅនឹងចលនារបស់ nuclei នៅក្នុងយន្តហោះកាត់កែងគ្នាពីរ។ ប្រសិនបើការរំញ័រនៃរបៀបបំលែងទម្រង់ពីរគឺរំភើប នោះស្នូលទាំងបីនៅតែស្ថិតក្នុងយន្តហោះដែលបានជួសជុលក្នុងលំហ។ ប្រសិនបើលំយោលត្រូវបានរំជើបរំជួលនៅក្នុងប្លង់កាត់កែងគ្នាទាំងពីរ (របៀបទាំងពីរ) នោះគន្លងនៃស្នូលទាំងបី ដែលជាលទ្ធផលនៃការបន្ថែមលំយោលកាត់កែងគ្នាពីរដែលមានទំហំស្មើគ្នាយ៉ាងតឹងរឹង គឺជារាងពងក្រពើ ហើយជាមួយនឹងទំហំស្មើគ្នា និងការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល ពួកវា គឺជារង្វង់។ លើសពីនេះទៅទៀត ប្រសិនបើស្នូលកាបូនផ្លាស់ទីតាមពងក្រពើរបស់វា "តាមទ្រនិចនាឡិកា" នោះស្នូលអុកស៊ីហ្សែនទាំងពីរផ្លាស់ទីតាមពងក្រពើដូចគ្នា "ច្រាសទ្រនិចនាឡិកា" ។ ពាក្យ "សម្រាប់" និង "ប្រឆាំង" ត្រូវបានដាក់ក្នុងសញ្ញាសម្រង់សម្រាប់ហេតុផលច្បាស់លាស់មួយ៖ ពួកគេមានលក្ខខណ្ឌ ព្រោះវាអាស្រ័យលើផ្នែកណាដែលអ្នកមើល។

ដូច្នេះ កម្រិតរំញ័រទាំងបួននៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលមួយត្រូវគ្នាទៅនឹងប្រេកង់ផ្សេងគ្នាតែបីប៉ុណ្ណោះ ចាប់តាំងពីរបៀបនៃការខូចទ្រង់ទ្រាយគឺកាន់តែយ៉ាប់យ៉ឺន។

ម៉ូលេគុល diatomic ណាមួយនៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃគំរូ "អាតូម - ចំណុចសម្ភារៈ" មានកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាព ដែលត្រូវនឹងចលនាសាមញ្ញបំផុត: ចម្ងាយរវាងលំយោលស្នូលទាំងពីររបស់វា។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាញឹកញាប់លក្ខណៈម៉ាក្រូនៃឧស្ម័នឌីអាតូមិក ឧទាហរណ៍ សមត្ថភាពកំដៅរបស់វានៅកម្រិតសំឡេង និងសម្ពាធថេរ សមាមាត្ររបស់ពួកគេ - និទស្សន្ត adiabatic និងផ្សេងទៀតមាន (ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវភាគរយ!) តម្លៃដូចគ្នាប្រសិនបើម៉ូលេគុលទាំងនេះមិនមាន។ មានកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាព។ យើងសង្កត់ធ្ងន់ថា "ឧប្បត្តិហេតុ" នេះកើតឡើងដំបូងមិនមែនសម្រាប់ម៉ូលេគុលទាំងអស់ទេហើយទីពីរមានតែនៅសីតុណ្ហភាពមិនខ្ពស់ពេកមិនលើសពីជាច្រើនរយ kelvins ។ ឧទាហរណ៍ ស្ថានភាពនេះកើតឡើងចំពោះខ្យល់ (ប្រហែល 80% អាសូត និង 20% អុកស៊ីសែន) នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ . វាច្បាស់ណាស់ថាចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលមិនអាចអាស្រ័យលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃស្ថានភាពនៃឧស្ម័នដែលវាជាផ្នែកមួយ។ ចំនួននេះត្រូវបានកំណត់ដោយវិមាត្របីនៃលំហនិងគំរូ: "អាតូម - ចំណុចសម្ភារៈ" ។ សំណួរគឺ "តើមានបញ្ហាអ្វី?"

ដើម្បីរំញ័រនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងម៉ូលេគុលអាសូត ចាំបាច់ត្រូវផ្តល់ថាមពលមិនតិចជាងម៉ូលេគុលអុកស៊ីហ៊្សែនទេ ដូចដែលពួកគេនិយាយនៅក្នុងករណីបែបនេះ "កង់ទិចរំញ័រ" មានទំហំតូចជាងបន្តិចគឺ៖ . មុនការគណនាមេកានិចកង់ទិចដោយខ្លួនឯង យើងនឹងរាយការណ៍ពីលទ្ធផលរបស់វា។

នៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ សមាមាត្រនៃម៉ូលេគុលអាសូតដែលរំញ័រពីចំនួនសរុបរបស់ពួកគេនឹងមានប្រមាណ សម្រាប់អុកស៊ីសែនប្រភាគនេះគឺប្រហែលស្មើនឹង . ដូច្នេះ ក្នុង​មួយ​សង់ទីម៉ែត្រ​គូប​នៃ​ខ្យល់​នៅ​សីតុណ្ហភាព​បន្ទប់ វា​នឹង​មាន​ម៉ូលេគុល​អាសូត​រំញ័រ​កាន់​តែ​ខ្លាំង និង​មាន​លំដាប់​នៃ​ទំហំ​ម៉ូលេគុល​អុកស៊ីហ្សែន​រំញ័រ​កាន់​តែ​ខ្លាំង។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌទាំងនេះ វាស្ទើរតែមិនអាចនិយាយបានថា ម៉ូលេគុលទាំងនេះ "រឹង" និងមានសេរីភាពត្រឹមតែប្រាំដឺក្រេទេ ព្រោះវាមិនមានកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាព។ លើសពីនេះទៅទៀតនៅសីតុណ្ហភាព 1000 K សមាមាត្រនៃម៉ូលេគុលរំញ័រនឹងមានប្រហែល 3% សម្រាប់អាសូត និងប្រហែល 10% សម្រាប់អុកស៊ីសែន។ ជាឧទាហរណ៍មួយទៀត ចូរយើងពិចារណាអំពីម៉ូលេគុល ដែលបរិមាណថាមពលអប្បបរមាគឺត្រូវបានទាមទារ ដើម្បីរំញ័រនៃស្នូលរបស់វា។ រួចហើយនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ សមាមាត្រនៃម៉ូលេគុលរំញ័រនឹងមានប្រហែល 20% ។ ការរំញ័រនៃស្នូលនៅក្នុងម៉ូលេគុលនេះមិនអាចត្រូវបានធ្វេសប្រហែសសូម្បីតែនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។

វាស្ទើរតែមិនសមហេតុផលក្នុងការនិយាយថាវត្តមាន ឬអវត្ដមាននៃកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាពនៅក្នុងម៉ូលេគុលឌីអាតូមិកអាស្រ័យលើប្រភេទម៉ូលេគុល និងសីតុណ្ហភាពនៃឧស្ម័ន។ នេះគឺជាការប៉ុនប៉ងមួយដើម្បី "រុញ" ចលនារំញ័រនៃស្នូលដែលជាធម្មជាតិនៃ Quantum ចូលទៅក្នុងក្របខ័ណ្ឌនៃការពិពណ៌នាបុរាណ (មិនមែន Quantum) ដែលមិនគ្រប់គ្រាន់ក្នុងករណីនេះ។ ម៉ូលេគុល diatomic តែងតែមានកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាព ប៉ុន្តែការរួមចំណែកនៃចលនារំញ័រនៃ nuclei ក្នុងម៉ូលេគុលបែបនេះចំពោះថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័ន សមត្ថភាពកំដៅ និងសន្ទស្សន៍ adiabatic និងលក្ខណៈផ្សេងទៀតនៃឧស្ម័នអាចជា មានការធ្វេសប្រហែស ប្រសិនបើវិសមភាពត្រូវបានពេញចិត្ត

កន្លែងដែលថេរ Boltzmann ត្រូវបានណែនាំខាងលើ។ នៅពេលដែលវិសមភាពផ្ទុយគ្នាកាន់

ចលនារំញ័រនៃស្នូលមិនអាចត្រូវបានគេព្រងើយកន្តើយឡើយ។ ការពិពណ៌នាបែបបុរាណ (មិនមែន Quantum) នៃចលនារំញ័រនៃស្នូលនៅក្នុងម៉ូលេគុលគឺអាចធ្វើទៅបានតែក្នុងករណីថាមពលរំញ័រទាបនៃចលនារំញ័រ និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ ពោលគឺនៅពេលដែលវិសមភាព

,

ដែលនៅក្នុងការអនុវត្តត្រូវបានអនុវត្តតែនៅក្នុងករណីពិសេសដ៏កម្រដូចជាម៉ូលេគុលមួយ។ នៅក្នុងខ្យល់ដែលយើងអាចដកដង្ហើមបានយ៉ាងស្រួល ការរំញ័រនៃស្នូលនៅក្នុងម៉ូលេគុលមិនត្រូវបានពិពណ៌នាដោយមេកានិចបុរាណទេ។

ឥឡូវ​នេះ ចូរ​យើង​ត្រឡប់​ទៅ​ឧស្ម័ន​ដ៏​ឧត្តម​វិញ។ យើងបានឃើញថាថាមពល kinetic ជាមធ្យមនៃចលនាបកប្រែនៃម៉ូលេគុលគឺស្មើនឹង

ហើយចលនាបកប្រែនោះត្រូវគ្នាទៅនឹងបីដឺក្រេនៃសេរីភាព។ នេះមានន័យថាក្នុងមួយដឺក្រេនៃសេរីភាព ក្នុងស្ថានភាពនៃលំនឹងទែរម៉ូឌីណាមិក មានថាមពលជាមធ្យម

ជាមួយនឹងការពិពណ៌នាបែបបុរាណ (មិនមែន Quantum) គ្រប់ប្រភេទនៃចលនាគឺស្មើគ្នា។ ម៉ូលេគុលប៉ះទង្គិចគ្នា ហើយក្នុងករណីនេះវាអាចកើតឡើងយ៉ាងងាយស្រួលដែលថាមពលនៃចលនាបកប្រែប្រែទៅជាថាមពលនៃចលនាបង្វិល។ ដូច្នេះ កម្រិតនៃការបង្វិលនីមួយៗនៃសេរីភាពគួរតែមានជាមធ្យមចំនួនថាមពលដូចគ្នា -

សេចក្តីថ្លែងការណ៍នេះត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា ច្បាប់របស់ Boltzmann ស្តីពីការចែកចាយថាមពលលើកម្រិតនៃសេរីភាព។តាមរបៀបស្រដៀងគ្នានេះ ការប៉ះទង្គិចគ្នានៃម៉ូលេគុលអាចបណ្តាលឱ្យមានចលនារំញ័រនៃស្នូលនៅក្នុងពួកវា ដូច្នេះច្បាប់បុរាណនៃសមភាពក៏អនុវត្តចំពោះកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលផងដែរ។ ប៉ុន្តែមានល្បិចមួយនៅទីនេះ។ ប្រសិនបើមានតែថាមពល kinetic ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងចលនាបកប្រែ និងបង្វិល នោះលំយោលអាម៉ូនិក (កម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាពមួយ) មានជាមធ្យមស្មើគ្នាយ៉ាងតឹងរឹងនូវថាមពល kinetic និងសក្តានុពល។ ដូច្នេះជាមធ្យម ក្នុងស្ថានភាពលំនឹងនៃទែរម៉ូឌីណាមិក។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការអនុវត្តនៃការពិពណ៌នាបុរាណនៃចលនា oscillatoryក្នុងមួយកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាពមួយ មានថាមពលធំជាងពីរដង នេះមិនមែននៅគ្រប់ចំនួនបន្ទាប់បន្សំនៃដឺក្រេរំញ័រនៃម៉ូលេគុលប៉ូលីអាតូមទេ នោះថាមពលជាមធ្យមនៃម៉ូលេគុលមួយនឹងស្មើនឹង

យើងនឹងជួបគ្នានៅជំពូកបន្ទាប់ ដែលអត្ថន័យនៃពាក្យនេះនឹងកាន់តែច្បាស់។ ដូចដែលបានបង្ហាញខាងលើ ចលនារំញ័រនៃស្នូលនៅក្នុងម៉ូលេគុលគឺរំភើបតែនៅពេលឈានដល់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់គ្រប់គ្រាន់ ( T > 1000 K) ដូច្នេះការរួមចំណែករបស់ពួកគេចំពោះថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័នសម្រាប់ម៉ូលេគុលភាគច្រើននៅសីតុណ្ហភាពធម្មតា (ជិតបន្ទប់) គឺមានការធ្វេសប្រហែស យើងនឹងមិនយកវាទៅក្នុងគណនីនោះទេ ពោលគឺ លុះត្រាតែមានចែងផ្សេងយើងនឹងសន្មត់ថា

,

កន្លែង និងស្មើនឹងចំនួននាមករណ៍នៃការបកប្រែ (តែងតែ 3) និងការបង្វិល (3 ឬ 2) ដឺក្រេនៃសេរីភាព យោងតាមរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល។

ឧទាហរណ៍។នៅក្នុងបន្ទប់មួយដែលមានបរិមាណ ៧៥ ម ៣មានឧស្ម័ន diatomic (ខ្យល់) នៅសីតុណ្ហភាពមួយ។ t = 12 °C (T = 285 K) បើកម៉ាស៊ីនកម្តៅ និងបង្កើនសីតុណ្ហភាពខ្យល់ទៅ t 2 = 22 °C (T 2 = 295 K) ដោយសារបន្ទប់មិនត្រូវបានផ្សាភ្ជាប់សម្ពាធឧស្ម័ននៅតែថេរនិងស្មើគ្នាគ្រប់ពេលវេលា 100 kPa. ចូរយើងស្វែងរកការផ្លាស់ប្តូរថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័ននៅក្នុងបន្ទប់ ហើយកំណត់ថាតើថាមពលប៉ុន្មានត្រូវបានចំណាយសម្រាប់កំដៅបរិស្ថាន។

ចម្លើយគឺមិននឹកស្មានដល់៖ យោងតាម ​​(1.19) ថាមពលខាងក្នុងនៃឧស្ម័ននៅក្នុងបន្ទប់មិនផ្លាស់ប្តូរទេ ព្រោះទាំងសម្ពាធ និងបរិមាណរបស់វានៅដដែល។ ម៉្យាងទៀតឧស្ម័នមួយចំនួនបានចាកចេញពីបន្ទប់: ប្រសិនបើដំបូងវាមាន

ដោយសារថាមពលខាងក្នុងគឺសមាមាត្រទៅនឹងសីតុណ្ហភាពដាច់ខាត បន្ទាប់ពីកំដៅបន្ទប់បិទជិតវាប្រែថា

នោះគឺថាមពលត្រូវបានទទួលពីចង្ក្រាន

នៅដំណាក់កាលទីពីរយើងយកចេញពីបន្ទប់ 3,39 % ខ្យល់ក្តៅ ហើយជាមួយវាចំណែកនៃថាមពលដូចគ្នា។ ថាមពលត្រូវបានដកចេញ

ពិតប្រាកដស្មើនឹងថាមពលដែលទទួលបានពីចង្ក្រាន។ នៅក្នុងវិធីផ្សេងគ្នា យើងបានឈានដល់ការសន្និដ្ឋានដូចគ្នាម្តងទៀត។

ដូច្នេះឥឡូវនេះ ទីបំផុតវាច្បាស់ណាស់ថា ខ្យល់ដែលរត់ចូលតាមផ្លូវបានយកថាមពលទាំងអស់ដែលទទួលបានពីចង្ក្រានមកជាមួយ។ ដូច្នេះតើចង្ក្រានមានតួនាទីអ្វី? តើ​វា​មាន​តម្លៃ​បើក​វា​ទាល់តែ​សោះ បើ​វា​គ្រាន់តែ​កំដៅ​ផ្លូវ​? ប្រសិទ្ធភាពនៃចង្រ្កានគឺថានៅសីតុណ្ហភាព 12 ដឺក្រេការបាត់បង់កំដៅរបស់មនុស្សចូលទៅក្នុងខ្យល់ជុំវិញគឺអស្ចារ្យណាស់ (ទោះបីជាគាត់ស្លៀកពាក់ក៏ដោយក៏មនុស្សម្នាក់ត្រូវតែសន្មត់ថាប្រព័ន្ធកម្តៅរបស់រាងកាយមានការពិបាកក្នុងការរក្សាសីតុណ្ហភាពធម្មតា។ ហើយ​ផ្តល់​សញ្ញា​ថា​៖ ​វា​ជា​មនុស្ស​ត្រជាក់​, មិនស្រួល​! ហើយនៅសីតុណ្ហភាព 22 ដឺក្រេការបាត់បង់កំដៅគឺតិចជាងយ៉ាងខ្លាំងការផ្ទុកនៅលើប្រព័ន្ធ thermoregulation គឺតិចជាង - មនុស្សម្នាក់មានអារម្មណ៍សុខស្រួលហើយមិនមានបំណងបើកម៉ាស៊ីនកំដៅទេ។

ព័​ត៍​មាន​បន្ថែម

http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/physics/thermodynamics.htm - J. de Boer ការណែនាំអំពីរូបវិទ្យាម៉ូលេគុល និងទែរម៉ូឌីណាមិក, Ed ។ IL, 1962 - ទំព័រ 50–61, ផ្នែក I, § 6, - ការគណនាទ្រឹស្តីនៃសមត្ថភាពកំដៅ ការពឹងផ្អែកពិសោធន៍នៃសមត្ថភាពកំដៅក្នុងបរិមាណថេរក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពធំទូលាយសម្រាប់ឧស្ម័នជាក់លាក់ចំនួនដប់ត្រូវបានផ្តល់ឱ្យ។

ចូរយើងប្រៀបធៀបកន្សោម

ចូរយើងប្រៀបធៀបកន្សោម

សីតុណ្ហភាពទែម៉ូឌីណាមិក គឺជាតម្លៃសមាមាត្រទៅនឹងថាមពលមធ្យមនៃចលនាបកប្រែនៃម៉ូលេគុល។

មានតែម៉ូលេគុលឧស្ម័នទេដែលផ្លាស់ទីបណ្តើរៗ ចលនានៃម៉ូលេគុលនៅក្នុងអង្គធាតុរាវ និងអង្គធាតុរឹងគឺមានលក្ខណៈខុសគ្នា។

វាជាការសំខាន់ណាស់ដែលថាមពលជាមធ្យមនៃម៉ូលេគុលអាស្រ័យតែលើសីតុណ្ហភាពប៉ុណ្ណោះ ហើយមិនអាស្រ័យលើម៉ាស់របស់ម៉ូលេគុលនោះទេ។

ការណែនាំ និងប្រៀបធៀបជាមួយ , យើង​ទទួល​បាន:

(43 .3 )

ឫសការ៉េនៃបរិមាណត្រូវបានគេហៅថា root មានន័យថាល្បឿនការ៉េនៃម៉ូលេគុល. មានតែម៉ូលេគុល monatomic ប៉ុណ្ណោះដែលផ្លាស់ទីទៅមុខ។ ម៉ូលេគុល Di- និង polyatomic បន្ថែមពីលើចលនាបកប្រែ ក៏អាចធ្វើចលនាបង្វិល និងរំញ័រផងដែរ។ ប្រភេទនៃចលនាទាំងនេះត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងបរិមាណជាក់លាក់នៃថាមពល ដែលអាចត្រូវបានគណនាដោយច្បាប់នៃការបែងចែកថាមពលលើកម្រិតនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលដែលបង្កើតឡើងដោយរូបវិទ្យាបុរាណ (ឧទាហរណ៍ ផ្អែកលើច្បាប់របស់ញូតុន) និងរូបវិទ្យាស្ថិតិ។

ចូរយើងណែនាំគំនិតនៃចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃប្រព័ន្ធមេកានិចមួយ។

ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃប្រព័ន្ធមេកានិចគឺជាចំនួននៃបរិមាណឯករាជ្យដោយមានជំនួយពីដែលទីតាំងនៃប្រព័ន្ធនៅក្នុងលំហអាចត្រូវបានបញ្ជាក់។

ទីតាំងនៃចំណុចសម្ភារៈក្នុងលំហ ត្រូវបានកំណត់ដោយតម្លៃនៃកូអរដោនេទាំងបីរបស់វា ឧទាហរណ៍ កូអរដោនេ Cartesian x, y, z ឬកូអរដោនេស្វ៊ែរ r, θ, φ ។ល។ អនុលោមតាមនេះចំណុចសម្ភារៈមាន បីកម្រិតនៃសេរីភាព។

ទីតាំងនៃរាងកាយរឹងពិតប្រាកដ (ARB) អាចត្រូវបានកំណត់ដោយប្រើកូអរដោនេ x, y, z នៃចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់របស់វា និងមុំ θ, φ និង ψ ដែលបង្ហាញពីការតំរង់ទិសនៃរាងកាយនៅក្នុងលំហ។

កូអរដោនេនៃចំណុចកណ្តាលនៃម៉ាស់ C ត្រូវបានកំណត់នៅក្នុងប្រព័ន្ធយោងថេរ x, y, z ។ អ័ក្សសំរបសំរួលជំនួយ x´, y´, z´ ផ្លាស់ទីការបកប្រែរួមជាមួយនឹងតួ។ អ័ក្សកាត់កែងគ្នាទៅវិញទៅមក AA និង BB ត្រូវបានភ្ជាប់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងទៅនឹងតួ។ បន្ទាត់ត្រង់ A´A´គឺជាការព្យាករនៃអ័ក្ស AA ទៅលើយន្តហោះ x´z´។ មុំφ និង υ កំណត់ការតំរង់ទិសក្នុងលំហនៃអ័ក្ស AA និង A`A` ។ មុំθកំណត់ទិសដៅនៃអ័ក្សផ្ទុះ។

ដូច្នេះ រាងកាយ​រឹង​មាំ​ពិត​ជា​មាន ប្រាំមួយ។កម្រិតនៃសេរីភាព។ ក្នុងអំឡុងពេលចលនាបកប្រែនៃរាងកាយមួយ មានតែកូអរដោនេនៃចំណុចកណ្តាលនៃការផ្លាស់ប្តូរម៉ាស់ ខណៈពេលដែលមុំ θ, φ និង ψ នៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរ។ ដូច្នេះកម្រិតនៃសេរីភាពដែលត្រូវគ្នាត្រូវបានគេហៅថា រីកចម្រើន. (ដឺក្រេនៃសេរីភាពទាំងបីនៃចំណុចសម្ភារៈគឺជាក់ស្តែងបកប្រែ។) កម្រិតនៃសេរីភាពដែលទាក់ទងនឹងការបង្វិលរាងកាយត្រូវបានគេហៅថា បង្វិល. ឧទាហរណ៍ ការផ្លាស់ប្តូរមុំ θ, φ និង ψ ជាមួយនឹងកណ្តាលស្ថានីនៃម៉ាស់ ដោយសារតែការបង្វិលនៃរាងកាយ។ ដូច្នេះក្នុងចំណោមប្រាំមួយដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃរាងកាយរឹងពិតប្រាកដ បីគឺជាការបកប្រែ និងបីគឺជាការបង្វិល។

ប្រព័ន្ធនៃចំណុចសម្ភារៈ N រវាងដែលមិនមានការតភ្ជាប់រឹង។ មាន 3N ដឺក្រេនៃសេរីភាព (ទីតាំងនៃចំណុចនីមួយៗត្រូវបានកំណត់ដោយកូអរដោនេបី) ។ ការតភ្ជាប់រឹងនីមួយៗដែលកំណត់ចម្ងាយថេររវាងចំណុចពីរកាត់បន្ថយចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពដោយមួយ។ ជាឧទាហរណ៍ ប្រព័ន្ធនៃចំណុចសម្ភារៈពីរដែលមានការភ្ជាប់បត់បែនមានបីការបកប្រែ ការបង្វិលពីរ និងកម្រិតរំញ័រមួយនៃសេរីភាព។

វាត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយពិសោធន៍ថានៅពេលកំណត់ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលអាតូមត្រូវតែត្រូវបានចាត់ទុកថាជាចំណុចសម្ភារៈ។ ដូច្នោះហើយ ម៉ូលេគុល monatomic គួរតែត្រូវបានកំណត់កម្រិតនៃការបកប្រែចំនួនបីនៃសេរីភាព។ ម៉ូលេគុលឌីអាតូមិចដែលមានចំណងរឹងរវាងអាតូមត្រូវតែត្រូវបានផ្តល់សេរីភាពប្រាំដឺក្រេ - ការបកប្រែបី និងពីរបង្វិល។

សម្រាប់ចំនួនដឺក្រេនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលណាមួយ ពួកវាបីគឺជាការបកប្រែ ហើយគ្មាននរណាម្នាក់ក្នុងចំណោមពួកវាមានអត្ថប្រយោជន៍ជាងអ្នកផ្សេងទៀតទេ។. ដូច្នេះ ដឺក្រេនៃសេរីភាពបកប្រែនីមួយៗមានថាមពលដូចគ្នាជាមធ្យមស្មើនឹង (kT/2) ហើយកម្រិតនៃការបកប្រែទាំងបីនៃសេរីភាពមានថាមពលស្មើនឹង (3kT/2) ជាមធ្យម។

នេះ​បើ​តាម​ច្បាប់​ស្តីពី​សមភាព គ្រប់កម្រិតនៃសេរីភាព(ការបកប្រែ បង្វិល និងយោល) ក្នុង ជាមធ្យមមានថាមពល kinetic ដូចគ្នា ស្មើនឹង kT/2 ។

ប្រព័ន្ធដែលដំណើរការលំយោលអាម៉ូនិក (ស៊ីនុសស៊ីនុស ឬកូស៊ីនុស) ត្រូវបានគេហៅថា លំយោលអាម៉ូនិក.

ចលនា Oscillatory (ឧទាហរណ៍ ការយោលនៃប៉ោល) ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងវត្តមានមិនត្រឹមតែ kinetic ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានថាមពលសក្តានុពលនៅក្នុងប្រព័ន្ធលំយោលផងដែរ។ នៅក្នុងទ្រឹស្តីនៃលំយោល វាត្រូវបានបង្ហាញថាតម្លៃមធ្យមនៃថាមពល kinetic និងសក្តានុពលនៃលំយោលអាម៉ូនិកគឺដូចគ្នា។ វាធ្វើតាមថាកម្រិតរំញ័រនៃសេរីភាពនៃម៉ូលេគុលមួយមាន នៅក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងការបកប្រែ ឬបង្វិល សមត្ថភាពពីរដង - សម្រាប់កម្រិតរំញ័រនីមួយៗមានជាមធ្យម 2 ពាក់កណ្តាលនៃ kT ដែលមួយនៅក្នុងទម្រង់នៃថាមពល kinetic និងមួយនៅក្នុង ទម្រង់នៃថាមពលសក្តានុពល។

ពីច្បាប់នៃការចែកចាយថាមពល kinetic លើដឺក្រេនៃសេរីភាព វាដូចខាងក្រោមថាថាមពលមធ្យមនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត

ច្បាប់នៃសមភាពត្រូវបានទទួលបានដោយផ្អែកលើគំនិតបុរាណអំពីធម្មជាតិនៃចលនាម៉ូលេគុល។ ដូច្នេះ វាគឺប្រហាក់ប្រហែល និងត្រូវបានរំលោភនៅក្នុងករណីដែលឥទ្ធិពល quantum ក្លាយជាសំខាន់។