> KUKU님께서 말씀하시길....
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> 열역학 파트에서 에너지 등분배법칙에 의하여 분자의 내부에너지를 설명하는 부분이 있습니다.
> 그부분에서 에너지등분배법칙을 이용하여 단원자 분자와 다원자 분자의 에너지 공식의 차이를 설명하였는데 (K = f/2 RT), 예를들어 이원자분자의 경우에 축상의 회전이 가능해서 단원자분자보다 f의 값이 2가 더 크다고 설명이 되어있습니다.
> 여기서 질문은 같은 열을 가했을때 분자의 운동에너지가 어떻게 다를수 있는가 하는 것입니다.
> 즉, 같은 열을 가해서 같은 일을 해주었으니 단원자 분자는 이원자 분자처럼 회전운동을 할수 없으니 그만큼의 에너지가 병진운동으로 전환되어서 결과적으로 총내부에너지(=운동에너지)는 같을것 같은데 어떻게 다른지 설명바랍니다 ^^
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> (질문이 좀 정리가 안되있고 그렇습니다만 이해해주세요...^^)
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결국 문제는 이원자 분자일때 자유도가 왜 2가 더 붙었냐는 질문이신거 같은데요
우선, 같은 열을 가했다고 했을때,
단원자 분자의 경우 병진운동의 3축 x.y.z축에 의해
자유도는 3입니다.
그리고 회전운동도 하겠지만 회전운동을 x,y,z 축으로
나눠서 돌려봤자 그 형태엔 변함이 없습니다.
(구슬을 오른쪽으로 돌리나 왼쪽으로 돌리나 구슬이 돌면서 만다는 형태는 변함이 없는것과 같은 원리죠.)
즉,단원자 분자의 경우 병진운동만 자유도로 취급되는군요.
이제 이원자 분자를 보겠습니다.
이원자 분자의 형태는 보통 아령의 형태를 하고있습니다.
아령모양을 했을때
병진운동은 단원자분자와 똑같습니다
회전운동은
아령모양을 세축으로 나누어 회전을 살펴보겠습니다.
그림이 머리에 떠오르지 않으신다면 제가 올린 그림을 참고해주세요
그림을 보면 아령모양의 이원자 분자와
세축을 그려놨습니다.
x축을 기준으로 아령을 회전하게되면 ...
므슨말인지 모르시겠다면
님께서 x축을 두손으로 잡고 스크류바 먹을때 돌리듯이
회전시킨다고 생각을 해보세요
그럼 아령이 돌아가는 모습이 보이실겁니다.
그리고 z축을 기준으로 돌려보세요
또 돌아가는모습이 보이겠죠
이제 y축을 기준으로 돌려보겠습니다.
돌렸을때 단원자처럼 돌리나 마나 형태는 변함이 없습니다.
즉, 회전에 의한 자유도는 x축 z축에 의해 2가 덧붙혀져서
이원자 분자의 자유도는 5가 되는것이죠.
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이원자분자.JPG(548/3Kbytes)
[Re]에너지 등분배법칙에 관한 질문
