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理想気体の多原子分子の内部エネルギーを考える時回転によるエネルギーも考慮しなければならないと書いてあるのですが、理想気体ならば体積(大きさ)が無視できるので単原子分子と同じように質点として見なせるのではないでしょうか

A 回答 (4件)

理想気体ならば体積(大きさ)が無視できるのは、原子の体積です。

多原子分子に体積はありませんが各質点には質量があります。質点間は見えない線で結ばれているので、並進エネルギー、回転エネルギー、振動エネルギーもあります。
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この回答へのお礼

原子の体積を無視できるという説明で納得出来ました

お礼日時:2018/04/08 18:16

>それとも理想気体でも質点と考えることは出来ないのでしょうか?



出来ません。

単原子分子は回転エネルギーを持ちませんが、2原子分子では
並進エネルギーと回転エネルギーの比は3:2 になります。
屈曲した3原子分子では3:3になります。

この比は分子の大きさとは無関係に、分子の幾何学的構造で
決まります。

詳しくは統計カ学の、「エネルギー等分配の法則」を
学びましょう。
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この回答へのお礼

確かにそうですね!
無視できるのは原子の体積ということを知りませんでした

お礼日時:2018/04/08 18:16

大きさが小さいから回転エネルギーが無視できるというのは全くナンセンスですよ。



小さく軽くなれば、回転エネルギーは小さくなりますが
それは並進の運動エネルギーも同じ。
小さいから回転エネルギーだけが先に
無くなるなんてことは無いのです。


先入観や脊髄反射的な考えは捨て、よく考えて見ましょう。
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この回答へのお礼

大きさを持たないということは質点として考えることができ、質点の場合は回転は考えなくて良いのではないですか?
それとも理想気体でも質点と考えることは出来ないのでしょうか?

お礼日時:2018/04/07 18:44

次のQ&Aからの引用です。


https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/questio …

<理想気体で、分子の大きさを無視する、というのは、正確に言うと、
気体の体積に対して分子が占める体積を無視する、という意味であって、
質点として扱うという意味ではありません。なので、内部エネルギーを考える
ときには分子の回転運動も考えます。>

ベストアンサーよりこちらの回答の方が簡潔と思います。ご参考までに。
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この回答へのお礼

すみません、みれません、、

お礼日時:2018/04/07 00:10

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Q2原子、3原子分子の自由度について

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Aベストアンサー

1つの原子はx、y、zの3方向に動けるから自由度3を持ちます(斜めはこれらの組み合わせで表される)。
原子が2つになると、動きとしては3×3=9とか、±を考えてもっとたくさんありそうに思えますが、実際に意味のあるものはx1に対して±x2、y1に対してy2±、z1に対して±z2の6つです。
他の動きはこれらの組み合わせで表せます。
一般的に、N個の原子の自由度の合計は3Nになります。
N原子分子はN個の原子の集まりなので、自由度は3Nです。

そのうち、すべての原子、つまり分子全体がx、y、zの3方向のうちいずれかの方向に一斉に動く運動というものが考えられますが、これは並進運動と呼ばれるものです。
分子によって特定の方向の並進運動ができないということはありません。
したがって、どんな分子でも並進運動の自由度は3になります。

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3原子分子では 回転3振動3(非直線分子)または回転2振動4(直線分子)
となります。

1つの原子はx、y、zの3方向に動けるから自由度3を持ちます(斜めはこれらの組み合わせで表される)。
原子が2つになると、動きとしては3×3=9とか、±を考えてもっとたくさんありそうに思えますが、実際に意味のあるものはx1に対して±x2、y1に対してy2±、z1に対して±z2の6つです。
他の動きはこれらの組み合わせで表せます。
一般的に、N個の原子の自由度の合計は3Nになります。
N原子分子はN個の原子の集まりなので、自由度は3Nです。

そのうち、すべての原子、つまり分子全体がx、y、zの...続きを読む

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解答と解説お願いします。

Aベストアンサー

回答1への補足です。

Cp/Cv = γ が抜けていました。

kN = R より  U=5NkT/2=5RT/2 →dU= (5/2)*RdT= CvdT
と考えると問題で内部エネルギが与えられている理由が解ると思います。


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