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内部エネルギーが気体の種類によらない理由を教えてください。

hat********さん

2018/5/203:05:36

内部エネルギーが気体の種類によらない理由を教えてください。

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mar********さん

2018/5/209:15:20

それは理想気体近似だからでしょ。
理想気体は分子の体積も分子間力もないという近似なんだから、種類によらないのは当たり前。
実在気体であれば当然種類に依存します。

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hor********さん

2018/5/209:00:37

内部エネルギーは気体の種類によりますよ。

理想気体に限定しても、

単原子分子 U = (3/2)nRT
2原子分子 U = (5/2)nRT

ただし、2原子分子は振動が励起されないほどほどの温度範囲。

多原子分子や高温の2原子分子では振動が励起されてしまうので、偶然の一致を除けば全ての気体で種類ごとに内部エネルギーは変わります。

bud********さん

2018/5/207:48:14

気体の種類によらない
わけではない
分子数を決めて理想化した場合のみ
の話

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cup********さん

2018/5/206:30:10

理想気体だと、1molの気体だと種類にかかわらず温度0℃で22.4Lの容器に入れれば圧力は1気圧になります。

このとき、壁に衝突する1個1個の分子を考えて計算したと思います。

結果として、気体の全運動エネルギーは分子量によらず温度に比例することがわかり、単原子分子の理想気体の内部エネルギーは、気体分子の運動エネルギーになるので、内部エネルギーは気体の種類によらず、1molあたり(3/2)RTとなります。

ただし、二原子分子、多原子分子では回転のエネルギーもあるので単原子分子の内部エネルギーは異なります。

また、二原子分子以上では温度が上がると振動のエネルギーも無視できなくなるので、温度によって内部エネルギーに記述が変わってきます。

qin********さん

編集あり2018/5/203:09:34

内部エネルギーは分子の運動エネルギーの総和。

U=3/2×RT

Rは気体定数、Tは絶対温度

Tが変化するだけで、気体の種類によらない。

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