Файл: Горбачев С.В. Статистические методы в курсе физической химии учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 26.07.2024

Просмотров: 72

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

127 •

Легко заметить,что в знаменателе этого уравнения стоит сум­

ма состояний и её величина определяется уравнениями (163) и

(164). Ввода обозначение g = Х , получим

2. в

=

ух

/-л

Числитель уравнения

(166), применяя то ;ке обозначение,получит

следутагий вид:

 

...

 

со

_

М> (V

+ L )

trie

 

 

.

Получив эти выражения дчя числителя и знаменателя уравнения (166), выразим средчюю энергию гармонического осциллятора с собственной частотой ^* при температуре Т.

Подставляя значение X , согласно принятому условию., будем.

иметь

 

hu,

 

 

С

'

(167)

 

 

 

Ото является уравнением Планка,отвечающим условию (161).

Оно достаточнэстаточно удобно для подсчётов.Но ег<о можно выразить также

и через характеристическую температуру @

к

_

к9

i

 

£

= Y

— 1 — -

(IS6)

 

 

е

 

 

 

Среднюю энергию квантового осциллятора мо'хпс ьгразить

так«~в через гиперболический котангенс_

i i / Ь Ц


128

Статистические методы стали применяться в физической химии сравнительно недавно. Применение, методов молекулярной и кванто­ вой статистики позволило расширить и углубить понимание широко­ го круга фундаментальных проблем физической химии. Методы ста­ тистической термодинамики находят широкое применение при разра­ ботке теоретических вопросов химической технологии. Следует о вниманием отнеотись к мнению некоторых учёных,которые считают, что мы переживаем эпоху становления отатистического естество­ знания. Мысль исследователей всё чаще начинает обращаться к рас­ смотрению не индивидуальных атомов,молекул или сложных по своему составу тел,а к рассмотрению статистических совокупностей от­ дельных объектов,Хотя отдельные объекты такой совокупности су­ щественно различаются по своим свойствам, это разнообразие и случайность, в свою очередь, поддается строгому расчёту и тео­ ретическому предвидению.

 

 

 

 

 

 

129

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

с т р .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I , СВОЙСТВА МАТЕРИАЛЬНЫХ

СИСТЕМ

 

 

3

Средние

свойства

частиц

 

, , , , « , ,

5

Средняя

энергия

теплового

движения молекул . . . . . .

в

Число соударений между молекулами.,

,

9

Длина и время свободного пробега

м о л е к у л . . . , , , , , ,

13

Авления

переноса

 

 

 

 

 

14

Внутреннее

трение

г а в о в . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

Диффуаиа

в

гаеах . . . . . . . . . . . . . .

 

20

Заключительные

рекомендации.,

 

 

22

П. МЕТОДЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ

СТАТИСТИКИ

 

 

23

функция

распределения

Максвелла

 

 

24

Вывод трёхмерной функции распределения Максвелла .. ,,

31

Вид одномерной и трёхмерной функции распределения

 

Максвелла

 

 

 

 

 

 

 

36

Функции

распределения

Максвелла

в средние скорости

 

молекул

 

 

,

 

,

 

 

 

38

Экспериментальная проверка

функции.распределения

 

Максвелла

 

 

 

 

 

 

 

41

е -

теорема

Больцмена

 

 

, .

 

45

Расчёт

числа

молекул,

скорость ъ энергия

теплового

 

движения которых превосходит некоторую заданную

 

величину

 

 

 

 

 

 

 

53

Доля

ысщекуд,

энергия

которых превышает

определённую

 

величину

 

 

 

 

 

 

 

59

функция распределения

Максвелла

и другие

виды движения

молекул

 

 

 

 

 

 

 

 

63

Ш. ТЕОРШ

КВАНТОВ И КВАНТОВАЯ

СТАТИСТИКА

,

71

Доквантовая теория теплоёмкости

71



 

 

 

 

ISO

 

 

Теория

квантов

и формула Планка

75

Вывод

формулы

Планка

, . . .

,

81

Анализ

уравнения

Планка

. . . . . . . . . .

86

IУ.СТАТИСТИЧЕСКАЯ

ТЕРМОДИНАМИКА

 

89

Статистическая трактовка второго начала термодинамики..89

Канонические ансамбли

Гийбса

 

10J

Сумма

состояний

 

,

.

106

Выражение термодинамических функций черве суммы

 

состояний

 

 

 

 

ПО

Термодинамическая

вероятность

 

112

Квантовостатиетический расчёт химических равновесий..

114

Определение сумм

состояний DO

спектральным Д А Н Н Ы М . . . .

118

Вращение молекул

 

 

 

119

Колебательные

движения

молекул

 

| £ 3


l

25.1.1973 г.

Объем 8,25 п. л.

Зак. 535.

Тир. 1800

Типография МХТИ им. Д. И. Менделеева -