[发明专利]双原子分子理想气体系统火积的微观表述方法

摘要

本发明涉及一种双原子分子理想气体系统火积的微观表述的分析方法，包括将双原子分子理想气体系统视为不可辨别粒子系统，计算系统的微观状态数；利用斯特林近似和双原子分子理想气体内能表达式将微观状态数表达式化简；分析常温下双原子分子的电子、核、平动、转动和振动配分函数，得到双原子分子系统的总配分函数；联立微观状态数表达式和总配分函数，得到温度与微观状态数的关系式；给出火积的宏观表达式，结合温度与微观状态数的关系式，得到常温下双原子分子理想气体系统火积的微观表达式。

主权项

1.一种双原子分子理想气体系统的微观表述方法，其特征在于包括以下步骤：1)一个体积、内能和内部粒子数均给定的双原子分子气体系统，忽略分子间的作用力，将双原子分子视为刚性的线性分子，建立双原子分子理想气体系统模型；2)将该理想气体系统视为不可辨别粒子系统，计算系统的微观状态数Ω；3)因系统内部粒子数巨大，利用斯特林近似对微观状态数表达式进行化简；4)得到理想气体的内能表达式；5)得到常温下双原子分子理想气体系统的定容热容量表达式；6)结合内能表达式和定容热容量表达式化简微观状态数表达式，减少参变量；7)分析常温下双原子分子的电子运动状态，得到电子配分函数ze＝ge,0，其中ge,0为电子运动基态能级的简并度。8)分析常温下双原子分子的核运动状态，得到核配分函数zn＝1；9)分析常温下双原子分子质心的空间运动状态，得到平动配分函数其中m为分子质量，k为玻尔兹曼常数，T为系统温度，V为系统体积，h普朗克常量；10)分析常温下双原子分子的转动运动，得到转动配分函数对于异核双原子分子σ＝1，同核双原子分子σ＝2，其中I为分子转动惯量，σ为分子对称数；11)分析常温下双原子分子的振动运动，得到振动配分函数zv＝1；12)由双原子分子的电子、核、平动、转动和振动配分函数，得到双原子分子系统的总配分函数；13)由双原子分子系统的总配分函数与步骤6)简化后的微观状态数表达式联立，得到温度与微观状态数的关系表达式；14)给出的宏观表达式，与温度与微观状态数的关系表达式联立，得到常温下双原子分子理想气体系统的微观表达式。