题目
气体分子的自由度,说法正确的A. 单原子分子有3个自由度,i=3,都是平动自由度B. 刚性双原子分子有5个自由度,i=5,其中3个平动自由度,2个转动自由度C. 刚性多原子分子有6个自由度,i=6,其中3个平动自由度,3个转动自由度D. 确定气体分子位置所需的独立的坐标数
气体分子的自由度,说法正确的
A. 单原子分子有3个自由度,i=3,都是平动自由度
B. 刚性双原子分子有5个自由度,i=5,其中3个平动自由度,2个转动自由度
C. 刚性多原子分子有6个自由度,i=6,其中3个平动自由度,3个转动自由度
D. 确定气体分子位置所需的独立的坐标数
题目解答
答案
ABC
A. 单原子分子有3个自由度,i=3,都是平动自由度
B. 刚性双原子分子有5个自由度,i=5,其中3个平动自由度,2个转动自由度
C. 刚性多原子分子有6个自由度,i=6,其中3个平动自由度,3个转动自由度
A. 单原子分子有3个自由度,i=3,都是平动自由度
B. 刚性双原子分子有5个自由度,i=5,其中3个平动自由度,2个转动自由度
C. 刚性多原子分子有6个自由度,i=6,其中3个平动自由度,3个转动自由度
解析
考查要点:气体分子自由度的概念,包括单原子、双原子、多原子分子的自由度计算。
解题核心:
- 自由度定义:分子运动中独立坐标(平动、转动、振动)的平方动能的数目。
- 刚性分子假设:忽略振动自由度(刚性双原子分子无振动自由度)。
- 分类记忆:单原子分子只有平动自由度,双原子分子增加两个转动自由度,多原子分子增加三个转动自由度。
关键点:区分平动、转动自由度的数量,明确刚性分子的条件。
选项A
单原子分子:
- 仅存在平动自由度(沿$x$、$y$、$z$方向)。
- 总自由度 $i=3$,正确。
选项B
刚性双原子分子:
- 平动自由度:3个(与单原子分子相同)。
- 转动自由度:2个(绕$x$、$y$轴或$y$、$z$轴的转动,需排除与平动重复的自由度)。
- 总自由度 $i=5$,正确。
选项C
刚性多原子分子:
- 平动自由度:3个。
- 转动自由度:3个(绕$x$、$y$、$z$轴转动)。
- 总自由度 $i=6$,正确。
选项D
错误原因:
- 自由度是能量分配的独立方式,而非确定位置所需的坐标数。
- 确定位置需$3N$个坐标($N$为原子数),但自由度与能量形式相关。