第五版物理化学九章习题答案.doc

  1. 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
第五版物理化学九章习题答案

第九章 统计热力学初步 ? 1.按照能量均分定律,每摩尔气体分子在各平动自由度上的平均动能为。现有1 mol CO气体于0 oC、101.325 kPa条件下置于立方容器中,试求: (1)每个CO分子的平动能; (2)能量与此相当的CO分子的平动量子数平方和 解:(1)CO分子有三个自由度,因此, (2)由三维势箱中粒子的能级公式 2.某平动能级的,使球该能级的统计权重。 解:根据计算可知,、和只有分别取2,4,5时上式成立。因此,该能级的统计权重为g = 3! = 6,对应于状态。 ? 3.气体CO分子的转动惯量,试求转动量子数J为4与3两能级的能量差,并求时的。 解:假设该分子可用刚性转子描述,其能级公式为 4.三维谐振子的能级公式为,式中s为量子数,即 。试证明能级的统计权重为 解:方法1,该问题相当于将s个无区别的球放在x,y,z三个不同盒子中,每个盒子容纳的球数不受限制的放置方式数。 x盒中放置球数0,y, z中的放置数s + 1 x盒中放置球数1,y, z中的放置数s ………………………………………. x盒中放置球数s,y, z中的放置数1 方法二,用构成一三维空间,为该空间的一个平面,其与三个轴均相交于s。该平面上为整数的点的总数即为所求问题的解。这些点为平面在平面上的交点: 由图可知, 5.某系统由3个一维谐振子组成,分别围绕着A, B, C三个定点做振动,总能量为。试列出该系统各种可能的能级分布方式。 解:由题意可知方程组 的解即为系统可能的分布方式。 方程组化简为,其解为 I 3 II 6 III 3 IV 3 ? 6.计算上题中各种能级分布拥有的微态数及系统的总微态数。 解:对应于分布的微态数为 所以上述各分布的微态数分别为 I II III IV Total 3 6 3 3 15 ? 10.在体积为V的立方形容器中有极大数目的三维平动子,其,式计算该系统在平衡情况下,的平动能级上粒子的分布数n与基态能级的分布数之比。 解:根据Boltzmann分布 基态的统计权重,能级的统计权重(量子数1,2,3),因此 ? 11.若将双原子分子看作一维谐振子,则气体HCl分子与I2分子的振动能级间隔分别是和。试分别计算上述两种分子在相邻振动能级上分布数之比。 解:谐振子的能级为非简并的,且为等间隔分布的 ? 12.试证明离域子系统的平衡分布与定域子系统同样符合波尔兹曼分布,即 略。 14.2 mol N2置于一容器中,,试求容器中N2分子的平动配分函数。 解:分子的平动配分函数表示为 16.能否断言:粒子按能级分布时,能级愈高,则分布数愈小。试计算 300 K时HF分子按转动能级分布时各能级的有效状态数,以验证上述结论之正误。已知HF的转动特征温度。 解:能级的有效状态数定义为,对转动来说,有效状态数为 ,其图像为 如图,该函数有极值。原因是转动能级的简并度随能级的升高而增加,而指数部分则随能级的升高而迅速降低。 ? ? 18.已知气体I2相邻振动能级的能量差,试求 300 K时I2分子的、、及。 解:分子的振动特征温度为 分子的振动配分函数为 ? 19.设有N个振动频率为n 的一维谐振子组成的系统,试证明其中能量不低于的离子总数为,其中v为振动量子数。 解:根据Boltzmann分布 ? 21.试求25oC时氩气的标准摩尔熵。 解:对于单原子气体,只存在平动 22.CO的转动惯量,振动特征温度,试求25oC时CO的标准摩尔熵。 解:CO分子的平动、转动和振动配分函数计算如下 分子配分函数为 ? 23.N2与CO的相对分子质量非常接近,转动惯量的差别也极小,在25oC时振动与电子运动均处于基态。但是N2的标准熵为,而CO的为,试分析其原因。 解:显然N2与CO标准熵的差别主要是由分子的对称性引起的: ? 25.试由导出理想气体服从 解:正则系综特征函数,对理想气体 只有平动配分函数与体积有关,且与体积的一次方程正比,因此: ? ? loan management (post) review: 1, approval criteria have been implemented; 2, the contract is correct; 3, in line with the contract, payment; 4, no other major cases against loan security;、Reviewed by: date of r

文档评论(0)

xll805 + 关注
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档