vrijheidsgraden
Wendy stelde deze vraag op 06 april 2006 om 15:22.Hoi!
Ik heb een tijdje een paar bemerkingen waar ik nogal mee in de knoei zit maar zelf geen raad mee weet, misschien weten jullie het?
*Waarom kan er bij een ideaal gas enkel translatie optreden en geen rotatie? Dat er geen vibratie kan optreden is logische omdat in een ideaal gas de moleculen "niet van elkaar weten" en dus ook niet kunnen vibreren tov elkaar maar voor rotatie kon ik niet onmiddellijk een verklaring vinden?
* Bij een gewoon gas zijn er 3 vrijheidsgraden voor rotatie mogelijk (eigenlijk 2 want bij het draaien rond één van de assen gebeurt er niks) maar indien 3 vrijheidsgraden: de energie moet dubbel geteld wirden wegen de Epot en de Ekin maar dit wil toch niet zeggen dat er zes vrijheidsgraden zijn, toch?
Reacties
Beste Wendy,
bij een een-atomig ideaal gas is er alleen translatie-energie en geen rotatie- of vibratie-energie. Maar bij een twee-atomig gas, dat overigens ook best ideaal kan zijn, heb je wel rotatie-energie (2 vrijheidsgraden, zoals je zelf al zegt) en vibratie-energie (1 vrijheidsgraad).
Bij gas dat uit drie-atomige molekulen bestaat hangt het er van af of het lineair is (CO2) of niet (H2O). Het niet-lineaire molekuul heeft 3 rotatie-vrijheidsgraden en 3 vibratie-vriijheidsgraden.
Bij een gas dat uit N-atomige molekulen bestaat heb je 3N vrijheidsgraden:
- 3 voor translatie
- 3 voor rotatie
- en 3N-6 voor vibratie.
Wat je bedoelt met het dubbel tellen van Ekin en Epot begrijp ik niet. In een ideaal gas hebben de moleculen geen wisselwerking met elkaar, maar bij de interne bewegingen (vibraties) heb je natuurlijk wel met Epot van de atomen te maken.
Ik hoop dat je hier verder mee komt.
Bert
Ik bedoelde met het dubbel tellen dat er zowel Epot als Ekin aanwezig is.... (bij een niet-ideaal gas)
En hoe komt het dat er geen rotatie kan aanwezig kan zijn bij een ideaal gas?
groetjes en bedankt
Beste Wendy,
het lijkt erop dat ik onder een ideaal gas iets anders versta dan jij. Dat is ook het lastige van het beantwoorden van vragen in deze vraagbaak, nl. dat het moeilijk is om in te schatten wat het kennisniveau van de vragensteller is. Gezien je vraag zou ik denken dat je een hbo- of wo-opleiding volgt. Klopt dat?
Ik versta onder een ideaal gas een gas, waarbij er geen interactie tussen de moleculen is. Een ideaal gas kan dus nooit vloeibaar worden, en de de gasmoleculen botsen ook niet met elkaar; ze vliegen dwars door elkaar heen. Wat heb je nu aan zo'n dwaas model, zul je misschien vragen. Het antwoord daarop is, dat elk gas zich bij voldoende hoge temperaturen (bijna) als een ideaal gas gedraagt.
Zo'n ideaal gas kan best uit meer-atomige molekulen bestaan. In dat geval speelt voor sommige eigenschappen de rotatie-energie van deze moleculen een rol. Maar in een een-atomig ideaal gas (He bijvoorbeeld) zijn de moleculen zo klein, dat hun rotatie-energie in verhouding tot de translatie-energie verwaarloosbaar klein is.
Wat betreft dubbel tellen: door de onderlinge potentiele energie in een niet-ideaal gas verandert het aantal vrijheidsgraden niet. Wat wel verandert is dat de moleculen gemeenschappelijke bewegingen uitvoeren, en dat de vrijheidsgraden daardoor niet meer aan afzonderlijke moleculen maar aan het gas als geheel moeten worden toegekend.
Bert
U hebt te maken met een universiteitstudent dus geen hbo'er. U had me dus iets te laag ingeschat hé? ;-)
Ik denk dat ik wel degelijk hetzelfde versta onder de term 'ideaal gas' hoor...
Bedankt voor uw antwoord. Ik kon er zelf geen verklaring aangeven waarom rotatie niet in evenwicht diende gebacht te worden.
groetjes
