На сколько увеличится средняя энергия молекулы идеального трехатомного газа, когда все вращательные и колебательные

Тема: Средняя энергия молекулы идеального трехатомного газа

Объяснение:
Средняя энергия молекулы идеального трехатомного газа зависит от его температуры и от количества степеней свободы, которые молекула может иметь. Каждая степень свободы представляет собой способ, которым молекула может хранить энергию, такой как кинетическая энергия перемещения молекулы в пространстве или энергия вращения и колебания молекулы.

В данной задаче говорится о трехатомном газе, что означает, что молекула газа состоит из трех атомов. Вращательные и колебательные степени свободы могут быть возбуждены при увеличении температуры. Когда все степени свободы возбуждены, средняя энергия молекулы увеличивается.

Трехкратное увеличение температуры от исходной очень низкой температуры означает, что температура станет в три раза выше. В результате, средняя энергия молекулы увеличится в соответствии с распределением Больцмана.

Демонстрация:
Обозначим исходную очень низкую температуру как T1. Тогда новая температура будет равна 3T1. Распределение Больцмана для трехатомного газа говорит нам, что средняя энергия молекулы пропорциональна температуре, то есть E2 = 3E1.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется изучить основы термодинамики и распределения Больцмана. Понимание количества и типов степеней свободы в различных типах молекул также поможет в изучении данной темы более глубоко.

Задание для закрепления:
Если исходная энергия молекулы составляет 2,2×10^–20 Дж, то на сколько увеличится средняя энергия молекулы при трехкратном увеличении температуры от исходной очень низкой температуры?