大学物理气体比热容比实验的思考题求神指导!!

实验思考问题的结果如下:

1,水蒸气的比热容大于水的比热容。如果空气中混入水蒸气,实验结果测得的气体比热容会比实际大。

2.如果振动物体的周期较长,原来的公式就不适用了。因为物体振动的周期太长,说明没有问题的振动太慢,物体的振动太慢不能视为绝热过程,绝热方程不适用。太慢的振动不能视为简谐振动。这个公式的适用条件是物体在绝热过程中做简谐振动。

扩展数据

气体比热容的计算方法:

描述气体与外界进行热交换时系统温度变化特征的物理量。要计算由n个同类分子组成的理想气体体系的比热容,通常先求出玻尔兹曼统计中分子的配分函数Q。然后,在系统内能体积V不变的情况下,对温度T求导,就可以得到定容摩尔热容。如果把公式中的n换成阿伏伽德罗数,就可以得到定容摩尔热容,也叫定容摩尔热容。

对于理想气体,恒压热容CP0可以根据热力学公式得到。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应该包含这些成分。由于自旋取向不同的态之间的能量差异,原子核在原子光谱的生成中是一种超细结构,核自旋与电子层的相互作用极弱,因此在热力学过程中一般可以忽略其影响。

因为最低能级和最近的次高能级之差远大于nT,所以很难激发电子。当温度变化时,仍处于基态,对热容没有贡献。在不考虑有核衰变的原子的情况下,配分函数公式中的εi只有分子整体质心平移、整体转动和内部原子间相对振动三部分的能量。

1,翻译部分。平动能级的相对间距可以忽略不计,分子热运动时总是可以视为连续的,所以平动部分对热容的贡献可以用能量均分定理来处理。分子平移自由度对定容热容的贡献为,而定容摩尔热容为(以下均为指定容量摩尔热容),r为摩尔气体常数。

2、旋转部分。组成多原子分子的原子越重或越多,转动惯量就越大,转动的量子效应就越不可见。一般只考虑低温下轻双原子分子气体转动的量子性质;其他的多原子分子或含有重原子的双原子分子一般都可以经典处理。

3、振动部分。大多数多原子分子在室温下的振动能级间距比热运动能kT大得多,不容易激发它们参与热运动,所以对比热容没有贡献。只有在高温下才能有所贡献;温度较高时,可经典处理。事实上,由两个以上原子组成的气体分子几乎不可能达到经典处理的温度,因为多原子分子早已分解。

百度百科-气体比热容