Question

Какими параметрами определяется внутренняя энергия реального газа?

Answer 1

Между молекулами идеального газа отсутствуют силы притяжения и потенциальная энергия взаимодействия равна нулю. Это означает, что внутренняя энергия идеального газа рассматривается как сумма всех кинетических энергий молекул. ... Следовательно, внутренняя энергия идеального газа однозначно определяется его температурой.

Answer 2

Внутренняя энергия реального газа определяется несколькими параметрами, учитывающими как кинетическую, так и потенциальную энергию молекул газа. Эти параметры включают:

1. Температура (T): Температура является мерой средней кинетической энергии молекул газа. Чем выше температура, тем выше средняя скорость молекул и, следовательно, их кинетическая энергия.

2. Внутренняя энергия трансляции (Utr): Это энергия, связанная с движением газовых молекул. Она пропорциональна температуре и числу степеней свободы молекул.

3. Внутренняя энергия вращения (Urot): Некоторые молекулы газа способны вращаться вокруг своих осей. Энергия вращения также зависит от температуры и числа степеней свободы для вращения молекул.

4. Внутренняя энергия колебаний (Uvib): Некоторые молекулы газа могут осуществлять колебательные движения. Энергия колебаний также зависит от температуры и числа степеней свободы для колебаний молекул.

5. Межмолекулярные взаимодействия (Uint): Для реальных газов важным фактором являются силы взаимодействия между молекулами. Эти силы включают в себя притяжение и отталкивание молекул. Внутренняя энергия также учитывает этот аспект, и он может быть выражен как сумма потенциальных энергий взаимодействия между молекулами.

Общая внутренняя энергия (U) реального газа может быть выражена как сумма этих компонент:

\[U = U_{\text{tr}} + U_{\text{rot}} + U_{\text{vib}} + U_{\text{int}}\]

Эти параметры объединяются в уравнение состояния, которое описывает поведение газа при различных условиях давления, объема и температуры. Уравнение состояния и формулы для энергий могут быть уточнены в зависимости от модели газа и используемых приближений (например, модели Ван-дер-Ваальса, уравнение состояния Идеального газа и т. д.).